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作者:田光辉;张黎祎;张清照;刘伟建;张志增;
单位:中原工学院智能建造与建筑工程学院;同济大学地下建筑与工程系;同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室;华北水利水电大学地球科学与工程学院;
摘要:目的 为研究卸压孔对卸压巷道长期稳定性的影响,开展不同卸压孔孔径煤岩分级加载蠕变试验研究。方法 首先,对比分析不同卸压孔孔径下的煤岩蠕变特性及长期稳定性;其次,将Najar损伤理论引入煤岩蠕变中,从能量角度分析煤岩蠕变阶段的损伤特征;再次,考虑黏滞系数的硬化效应,将其视为与时间相关的非定常参数,提出参数非线性本构方程;最后,采用稳态蠕变速率拐点法确定不同卸压孔孔径煤岩的长期强度。结果 结果表明,卸压孔孔径对煤岩蠕变特性、蠕变损伤和长期强度均有一定影响。蠕变阶段,卸压孔孔径对煤岩蠕变量和初始蠕变速率具有显著的尺寸效应,表现为孔径较大煤岩的蠕变量和初始蠕变速率大;蠕变过程中,损伤逐渐增大,损伤速率逐渐减小并趋于稳定,且损伤与卸压孔孔径呈正相关关系;考虑黏滞系数硬化效应,推导的参数非线性Maxwell蠕变方程能够较好地描述蠕变过程;长期强度与卸压孔孔径呈负相关关系。结论 研究结果有助于维护卸压巷道的长期稳定,对预测冲击地压、保障矿山安全生产具有一定理论意义。
关键词:煤岩;;卸压孔;;蠕变;;损伤;;本构模型;;长期强度
基金资助:国家自然科学基金资助项目(42277145);; 河南省自然科学基金资助项目(222300420596)