[发明专利]基于峰后岩石应力与渗透特性建立流固耦合试验的方法

权利要求书

1.一种基于峰后岩石应力与渗透特性建立流固耦合试验的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：现场取得试样,确定试样峰后岩石应力的渗透特性值K_n；

S2：将试样原型试验的渗透特性值K_n换算为渗透系数K_mn，转化公式为：

μ为试验流体的粘度；γ为试验流体的容重；

S3：根据相似定理，将渗透系数K_mn转化为模型相似渗透系数K_i；

S4：采用软管为模型试验材料，根据相似定理，确定模型所需软管长度B和软管数量m；

S5：选择不同直径软管进行试验，得到不同加载值与软管渗透系数K_ij的对应关系，获取模型相似渗透系数K_i对应的目标软管渗透系数K_ij，根据目标软管渗透系数K_ij从对应关系中确定目标加载值P，根据目标加载值P确定软管直径D_n；

S6：根据选择的软管直径D_n、所需软管长度B和软管数量m所对应的软管进行建立流固耦合试验模型；

S7：确定模型试验各岩层埋深位置处的力值F；

S8：根据目标加载值P和力值F关系确定流固耦合试验模型；

S9：根据所述流固耦合试验模型进行流固耦合试验。

2.如权利要求1所述的基于峰后岩石应力与渗透特性建立流固耦合试验的方法，其特征在于：步骤S1中现场取得试样包括各个岩层及陷落柱位置关系的实际工程资料，所获取的试样为多份，并依次指定编号,依次完成所有试样的渗透特性值K_n的测量。

3.如权利要求1所述的基于峰后岩石应力与渗透特性建立流固耦合试验的方法，其特征在于：步骤S3中利用相似定理，推导渗透系数相似比尺C_K,转化公式为：

式中C_L为几何相似比尺；C_γ容重相似比尺；

根据渗透系数相似比尺C_K，将原型试验的渗透系数K_mn转化为模型试验的模型相似渗透系数K_i，转化公式为：

4.如权利要求1所述的基于峰后岩石应力与渗透特性建立流固耦合试验的方法，其特征在于：步骤S4中采用软管为模型试验材料，根据实际开采总长和每次步距，并利用相似定理，确定模型所需软管长度B和软管数量m。

5.如权利要求1所述的基于峰后岩石应力与渗透特性建立流固耦合试验的方法，其特征在于：步骤S5中选择不同直径软管进行试验，软管进行进水处理，进水口与软管有一定高度差Δh，计算软管两端的压力差p，公式为：

p＝ρgΔh

ρ为水的密度；g重力加速度；

记录不同直径软管出水端单位时间内通过的水量Q；

计算不同直径的软管在不同加载值下的软管渗透系数K_ij，公式为：

A为软管的截面积；L为不同加载值作用下的软管长度；V_w为水的容重；

用不同加载值下的软管渗透系数K_ij与模型相似渗透系数K_i比对，找出相互匹配的软管渗透系数K_ij的值，根据软管渗透系数K_ij的值确认目标加载值P，根据公式反向推理得到软管的截面积A，并根据软管的截面积A确定软管直径D_n。

6.如权利要求1所述的基于峰后岩石应力与渗透特性建立流固耦合试验的方法，其特征在于：所述步骤S6中，根据由相似定理推导所需软管长度B、软管数量m，根据比对模型相似渗透系数K_i和软管渗透系数K_ij选择的对应目标加载值P，推导软管直径D_n，根据主关键层、亚关键层的位置关系并参考需要研究的原型试验的长、宽的实际工程资料，确定模型试验箱的长度l和宽度b，建立流固耦合试验模型。