煤或巖石是多孔材料-孔隙氣體試驗(yàn)顯微鏡
在巖石斷裂或巖石損傷領(lǐng)域中已經(jīng)做了很多研究工作。很多理
論被用于巖石力學(xué)并且已被證明非常有用。盡管如此，很多新現(xiàn)象
、新問題，不能用傳統(tǒng)理論解釋和解決。
煤或巖石是多孔材料。含氣體的煤或巖石的斷裂是一個(gè)很復(fù)雜
的物理一化學(xué)和動(dòng)力學(xué)過程。目前，有效應(yīng)力(有效應(yīng)力等于總應(yīng)
力與孔隙壓強(qiáng)之差)理論，一直用來簡化和分析含孔隙壓力流體的
煤或巖石的斷裂過程。有效應(yīng)力理論只考慮煤、巖石的孔隙壓力流
體和孔隙表面之間的力的相互作用，它能滿足過去工程的精度要求
。但是現(xiàn)在.很多工程問題和試驗(yàn)現(xiàn)象不能用這一理論成功地解決
和解釋。例如，強(qiáng)吸附性孔隙氣體與弱吸附性孔隙氣體相比，在相
同荷載下，使煤試件膨脹與損傷得更快。所以，必須尋求新的方法
或理論來描述含孔隙氣體煤或巖石的斷裂機(jī)理。在這方面，應(yīng)用表
面物理一化學(xué)是可行的。
孔隙氣體在煤或巖石斷裂過程中的作用
在煤層及其圍巖中，有三種主要?dú)怏w存在于煤、巖石的空隙中
。它們是二氧化碳(COO、甲烷(CH,)和氮(N2)。它們的分布各煤田
、各層不同。試驗(yàn)結(jié)果表明，二氧化碳在煤上的吸附性是十分強(qiáng)的
，甲烷的不太強(qiáng)，氮?dú)獾暮苋�。孔隙氣體以兩種主要狀態(tài)存在于煤
的孔隙中:約10%的孔隙氣體處于自由狀態(tài)，其余的是被吸附狀態(tài)。
當(dāng)煤、巖石的孔隙被各種氣體充滿時(shí)，孔隙氣體將影響煤、巖
石的斷裂特性,含不同氣體的煤試件蠕變?cè)囼?yàn)的不同特征
。試驗(yàn)用的煤取自大同煤礦
