瓦斯抽采钻孔孔周裂隙演化及等效裂纹宽度试验研究

为探究瓦斯抽采钻孔孔周裂隙扩展特征,取不同含水率的含孔方形试样,开展在渐进性破坏过程中数字散斑相关测量,获得单轴压缩下试样表面裂纹扩展过程中应变场的演化特征;采用RSM-SY7声波仪获取试样在破坏过程中的透射波形、波速和时间,根据声波透射过程中的时差计算公式,计算出试样在破坏过程中的等效裂纹宽度,揭示含水率对含孔试样裂纹扩展规律的影响。结果表明:(1)在试样渐进性破坏过程中,随着含水率的增大裂隙扩展明显减少,峰值应力σ_p的离散性显著降低;(2)超声波检测结果显示,饱水状态下首波到达时间较干燥状态下延迟8～10ms,且声波能量在时间域上衰减较快;(3)对试样破坏过程中等效裂纹宽度和应力水平试验曲线的拟合,得出等效裂纹宽度随应力水平的增高呈现指数级增长,可以对裂纹扩展参数进行定量化描述;裂隙扩展速率随含水率的增高显著降低,其中控制含水组的等效裂纹宽度在0.003～0.004mm范围,干燥试样的等效裂纹宽度在0.012～0.013 mm范围。