| 煤岩组合体界面效应与渐进失稳特征试验 |
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| 引用本文： | 杨科,刘文杰,窦礼同,池小楼,魏祯,付强.煤岩组合体界面效应与渐进失稳特征试验[J].煤炭学报,2020,45(5):1691-1700. |
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| 作者姓名： | 杨科 刘文杰 窦礼同 池小楼 魏祯 付强 |
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| 作者单位： | 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南232001;合肥综合性国家科学中心能源研究院,安徽合肥230031;安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心,安徽淮南232001;安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南232001;安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南232001;安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心,安徽淮南232001;安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南232001 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划;安徽省115产业创新团队项目 |
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| 摘 要： | 煤岩体组合特征决定着煤和岩石组合形成整体结构的变形失稳,为分析煤岩高比对煤岩组合体受载时力学特性、能量转化规律与失稳破坏特征的影响,制作了3种高比的"岩-煤-岩"(RCR)组合试件,开展了煤岩组合试件的单轴压缩试验和PFC2D数值模拟试验,并基于RCR组合体声发射信号和宏观破坏特征分析,获得了组合体界面效应影响下的渐近失稳特征和声发射能量演化规律。研究结果表明:煤岩组合体的损伤破坏表现出渐近非连续特征,损伤破坏首先在煤岩组合体的煤体中发生、发展,煤体裂纹发育至煤岩交界面时被阻隔,受煤岩组合体界面效应的影响和裂纹尖端强应力链的持续集聚,裂纹最终从煤体扩展至岩石中煤岩组合体发生整体性瞬时破坏;随煤岩高比增大,组合体单轴抗压强度、弹性模量、宏观起裂破坏时间和瞬时失稳破坏时间均呈降低趋势且瞬时破坏时动力显现也逐渐被弱化。由于RCR组合体结构和弹性储能的差异性,导致裂纹在煤岩组合体中的扩展能力、速度和角度不同,进而组合体呈现出不同的破坏形态,但组合体破坏形式具有相似性,其中煤体以剪切破坏为主,顶底板砂岩以劈裂破坏为主。在煤岩组合体渐进破坏过程中煤体的破坏诱导了顶底板砂岩的破...
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| 关 键 词： | 能量转化规律 界面效应 裂纹扩展 渐进非连续破坏特征 失稳破坏机理 动力灾害防控 |
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