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作者：陈兵;刘忠平;高亮;张哲鹏;翟迪;
单位：陕西陕煤榆北煤业有限公司榆林信息化运维分公司;陕西开拓新矿业工程有限公司;西安绿色矿业研究院有限公司;陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司;西安科技大学能源学院;
摘要：充填体破坏是影响矿山安全稳定的重要因素之一。为研究充填体的破坏特征，采用室内实验、机器学习层次聚类分析及数值模拟等方法，对矸石胶结充填体(GCPB)裂纹演化的全状态进行了研究。结果表明：当GCPB试样PC-5、PC-10、PC-15、PC-20的特征键平均键长能量分别大于35、50、60、150 ms·mV时，出现宏观主裂纹面，且主裂纹破坏面随水泥掺量的增加由张拉破坏面向剪切破坏面转变；破坏过程中特征键子集尺度Ω与损伤变量D之间呈负线性相关关系，Ω可表征充填体损伤演化程度；在应力达到峰值应力和破坏后残余强度前键长值特征空间相关长度ξ表现为明显增长，为充填体宏观损伤的开始及第1次破坏结束的前兆特征；通过颗粒流程序(PFC)数值模拟，可以有效观测到裂纹的类型和变化规律，数值模拟结果与聚类分析结果一致。
关键词：矸石胶结充填体;;破坏特征;;聚类分析;;声发射;;单键群方法;;损伤变量;;空间相关长度;;数值反分析
基金资助：国家自然科学基金项目(52074208,51874230)
