基于剩余能量释放速率指数的煤岩组合体冲击倾向性判定 |
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引用本文: | 陈光波,李谭,张国华,李建伟,刘刚,贺永亮,李元.基于剩余能量释放速率指数的煤岩组合体冲击倾向性判定[J].岩石力学与工程学报,2023(6):1366-1383. |
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作者姓名: | 陈光波 李谭 张国华 李建伟 刘刚 贺永亮 李元 |
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作者单位: | 1. 内蒙古科技大学矿业研究院;2. 山东科技大学能源与矿业工程学院;3. 黑龙江科技大学;4. 太原科技大学安全与应急管理工程学院;5. 太原科技大学煤矿粉尘智能监测与防控山西省重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(51774122);;内蒙古自治区自然科学基金资助项目(2020BS05007);;内蒙古科技大学创新基金项目(2019QDL-B33)~~; |
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摘 要: | 煤岩冲击倾向性是煤岩是否发生冲击地压的自然属性,是煤岩发生冲击地压灾害的关键影响因素。为准确评判煤岩冲击倾向性,以煤岩组合体为研究对象,对其开展单轴循环加卸载试验,获得组合体不同应力水平下弹性应变能,建立弹性应变能与应力水平之间的函数关系,提出一种峰值应力时刻弹性应变能计算新方法。据此,提出一种综合考虑试件峰值强度、弹性应变能、破坏过程能量耗散及破坏时间的剩余能量释放速率指数,并结合现有指标给出冲击倾向性判定区间,最后进行合理性验证。结果表明:(1)随着应力的增大,弹性应变能呈现“缓慢→快速→缓慢”的增长规律,对应了应力–应变曲线的压密阶段、弹性阶段、塑性阶段。(2)输入应变能、弹性应变能、耗散应变能的演化规律与应力演化规律相似,均随应力的增大而增大,输入应变能增幅最大,耗散应变能增幅最小。(3)试验获得了组合体不同应力水平时刻的弹性应变能,建立弹性应变能与应力水平之间的函数关系,即任一时刻应力的平方与弹性应变能具有良好线性关系,据此,提出一种峰值应力时刻弹性应变能计算新方法。(4)综合考虑试件峰值强度、弹性应变能、破坏过程能量耗散及破坏时间等多种因素,提出一种新的冲击倾向性鉴定指标:...
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关 键 词: | 岩石力学 冲击倾向性 煤岩组合体 弹性应变能 剩余能量释放速率 合理性验证 |
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