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河南理工大学学报(自然科学版)2025年第01期:不同加载速率对煤岩组合体巴西劈裂特性的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈岩;王嘉豪;邓良涛;洪紫杰;荣腾龙;侯志强;

单位:河南理工大学能源科学与工程学院;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心;河南理工大学土木工程学院;

摘要:目的 为了研究煤岩组合体在采掘过程中的抗拉特性,方法 以煤岩组合体为研究对象,利用RMT-150B实验机对其进行不同加载速率下的巴西劈裂试验,分析加载速率对煤岩组合体劈裂破坏的强度特征、破坏形态、能量特征和裂纹演化的影响。结果 结果表明:煤岩组合体的应力-应变曲线大致经历了压密阶段、弹性阶段、屈服阶段、破坏阶段,其破坏模式与加载速率无关,均沿着圆盘交界面裂成两半;煤岩组合体的抗拉强度与加载速率呈正相关,加载速率较小时,试样的抗拉强度随加载速率变化十分显著;当加载速率增大时,试样的抗拉强度增幅减小;不同加载速率下,煤岩组合体试样的能量集中在0.33~0.42 J,且试样抗拉强度越大,损伤所需的能量也越大;应力-裂纹应变峰前曲线经历裂纹闭合阶段、弹性阶段、裂纹扩展阶段,轴向裂纹损伤应力与抗拉强度值接近,裂纹参数具有明显的加载速率效应。结论 研究结果对于揭示煤岩组合结构拉伸破坏机理具有重要理论价值。

关键词:煤岩组合体;;巴西劈裂;;强度特征;;能量特征;;裂纹演化

基金资助:国家自然科学基金资助项目(51904092,52274078,52304084);; 河南省高等学校重点科研项目(24A440004)