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西安科技大学学报2024年第04期:岩煤强度比对组合体破裂声发射及裂隙分形特性的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:赵鹏翔;王晓玉;李树刚;贾永勇;林海飞;易春艳;李绍蓉;

单位:西安科技大学安全科学与工程学院;煤炭行业西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心;新疆煤与煤层气工程技术中心;新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所;

摘要:为研究不同岩煤强度比条件下煤岩组合体分层介质的渐进破坏特征,采用DYD-10电子万能试验机、PCI-8型声发射信号采集系统,结合能量耗散、分形理论,对不同岩煤强度比的煤岩组合体开展了单轴压缩试验。结果表明:不同岩煤强度比组合体试件破坏模式为煤体部分的剪切破裂进而牵引岩体破裂;岩煤强度比的增加,使得煤岩组合体的抗压强度在有限的范围内增加,而煤体强度是影响试件抗压强度的主要因素;分形维数D_c的斜率均大于D_r,煤岩组合体全应力应变过程中裂隙在煤体部分的发育程度更完全;随着岩煤强度比增大,煤岩组合体中煤体部分裂隙更加发育、破坏程度更大,岩体部分裂隙扩展范围更小;当岩煤强度比增大时,煤岩组合体储能极限逐渐减小,试件内部储存的能量不足以驱动裂隙进一步向岩层部分扩展。该研究对进一步完善采动煤岩体动力学灾害防治具有重要意义。

关键词:类煤岩材料组合体;;岩煤强度比;;渐进破坏;;分形维数;;能量耗散

基金资助:国家自然科学基金项目(52174205);; 新疆维吾尔自治区重点研发任务专项项目(2022B01034);; 陕西省杰出青年科学基金项目(2023-JC-JQ-40)