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作者:张风达;王路;张玉军;樊振丽;张志巍;
单位:中煤科工开采研究院有限公司;天地科技股份有限公司开采设计事业部;煤炭科学研究总院开采研究分院;陕西陕煤曹家滩矿业有限公司;
摘要:为探究深部煤层底板变形破坏机制,对比分析了不同初始围压、不同加卸载速率下的砂岩应力—应变变化特征、声发射能量事件与强度变化特征,研究了不同条件下的损伤因子、弹性模量和泊松比变化特征。研究结果表明:卸围压速率0.06 MPa/s时,初始围压40 MPa下砂岩弹性模量损伤劣化转折点早于泊松比转折点,而初始围压25 MPa则与之相反。卸围压速率0.04 MPa/s的应力路径下,无论初始围压为25 MPa还是40 MPa,砂岩均因内部积聚大量能量以裂纹快速扩展的形式进行释放,并伴随着应力跌落现象,定义为能量驱动破坏型;初始围压25 MPa且卸围压速率0.06 MPa/s的应力路径下,砂岩内部裂隙扩展充分,内部积聚的能量及时得以释放,应力变化较为平缓,定义为损伤劣化驱动破坏型。初始围压40 MPa且卸围压速率0.06 MPa/s的应力路径下,砂岩前期因内部能量快速释放而出现应力跌落现象,而后受围压限制和轴压加载的作用,逐渐转变为裂隙扩展损伤变形破坏,即由能量驱动破坏型转变为损伤劣化驱动破坏型。
关键词:砂岩;;卸荷劣化;;损伤;;能量;;加卸载路径;;底板
基金资助:国家自然科学基金项目(51704158,51874177);; 天地科技股份有限公司开采事业部科技创新基金项目(KCYJY-2023-MS-03,KCYJY-2023-QN-03)