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申请/专利权人：中国矿业大学

摘要：本发明公开了一种测量双重孔隙煤岩基质系统Biot系数的测试方法，包括将煤样加工为立方体样品；对样品中裂缝进行刻画，明确样品裂缝分布规律；测量样品上X、Y、Z方向应变演化；对样品设定温度压力条件得到样品不同方向应变演化全过程曲线；取出样品做防气体进入处理后并对样品开展基质弹性模型Km测试；本方法可以实现观测双重孔隙系统中难以测量基质系统弹性模量Km以及基质系统Biot系数αm的目标。

主权项：1.一种测量双重孔隙煤岩基质系统Biot系数的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、将煤样加工为立方体样品，其中样品的上下表面平行于煤样层理面，其余四个侧面垂直于煤样层理面；步骤S2、对样品中裂缝进行刻画，明确样品裂缝分布规律；步骤S3、选取样品的上表面，布置若干应变片测量水平方向X、水平方向Y上的应变演化，选取相邻的一个侧面布置应变片测量垂直方向Z上的应变演化；步骤S4、将整个样品放入加压装置中，对样品施加设定的压力以及温度，并实时监测各个应变片的数据；步骤S5、加压装置内温度稳定后，以1MPaN1秒的速率将压力逐渐增加至1.0MPa，然后保持恒定在1.0MPa压力M小时至测得的应变稳定，即基质变形达到平衡状态，获取1MPa条件下样品应变演化曲线，取曲线中的最低点应变值为Δε1，取曲线平衡阶段应变值为Δε2； 其中：αm为基质系统Biot系数；Km为基质系统弹性模量；γf为裂缝系统Biot系数；t为时间；p1为施加的气体压力；为施加在样品上的应力；步骤S6、随后以1MPaN1秒的速率将压力由1MPa增加至2MPa，然后保持恒定在2.0MPa的压力M小时，依次类推，将压力逐渐增大至6MPa，最终获取1-6MPa条件下的样品不同方向应变演化全过程曲线；步骤S7、在上述步骤完成后，缓慢降低加压装置内的压力至大气压力；步骤S8、将样品从加压装置中取出，在样品表面均匀涂抹一层硅橡胶，以保护应变片，随后在硅橡胶涂层上覆盖一层环氧树脂胶，以防止气体进入样品内；步骤S9、将完全覆盖环氧树脂的样品重新装入加压装置中，开展基质弹性模型Km测试，获取不同应力条件下基质内气压为0MPa时的基质应变值Δε3；； 其中Δε3为基质内气压为0MPa的条件下测得的基质应变值；步骤S10、联立上述1.1-1.3求解出基质系统弹性模量Km、裂缝系统Biot系数γf、基质系统Biot系数αm。步骤S11、分别在水平方向X、水平方向Y、垂直方向Z对应的压力点上得出一组相应的Δε1、Δε2、以及Δε3，据此计算出不同方向、不同应力条件下的基质系统弹性模量Km、裂缝系统Biot系数γf、基质系统Biot系数αm。

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