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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
不同应力状态及应变率下组合煤岩体力学特性及能量演化规律研究
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  • 作者

    马智会马智勇潘荣锟崔峰

  • 单位

    四川轻化工大学应急与安全学院河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室义马煤业集团股份有限公司四川吉众矿安工程科技有限公司

  • 摘要
    深部煤岩体应力环境复杂多变,为进一步揭示动载荷诱发冲击地压的发生机制,本研究采用岩-煤-岩结构试样,利用改进后SHPB试验系统,开展不同应力状态(无轴压及围压、一维动静组合、三维动静组合)及应变率(49.3 s-1~137.9 s-1)下冲击试验,研究组合煤岩体试样的强度、变形、破坏特征及能量演化规律。结果表明:无轴压及围压、一维动静组合下组合体试样应力应变曲线峰后存在应力回弹及应变软化两种类型,三维动静组合下都存在应力回弹现象。三种应力状态下试样峰值强度大致随应变率的增加而增加,表现出明显的率相关性。三种应力状态下,都是反射能占入射能的比例最高,透射能占入射能的比例最低;三维动静组合下,反射能占入射能的比例低于其他两种应力状态;当应变率低于123 s-1,能量利用率、耗散能随应变率增加而逐渐增加,耗散能密度随入射能的增加而增加。试样破坏形式表现出明显的率相关性,随着应变率的增加,煤、砂岩碎块尺寸也逐渐变小。无轴压及围压、一维动静组合下试样首先在煤岩界面发生破坏,煤、砂岩产生较多小尺寸碎块是由于峰后二次裂纹造成的。三维动静组合下单次冲击后煤岩体破裂不明显。研究结果可为深部煤岩体动力灾害控制提供理论参考。
  • 关键词

    动静加载组合煤岩体力学特性能量演化岩石动力学

  • 文章目录
    0 引言
    1 试样制备及试验方案
    1.1 试样制备
    1.2 试验系统及原理
    1.3 试验方案
    2 组合煤岩体动力学特性
    2.1 动态应力平衡
    2.2 动态应力-应变曲线
    2.3 强度及变形特征
    2.4 能量演化规律
    3 组合煤岩体破坏过程及特征
    3.1 渐进破坏过程分析
    3.2 破坏特征
    4 讨论
    5 结论
相关问题

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