不同围压下含预制裂隙煤体裂隙演化特征研究

为探究不同围压下含预制裂隙煤体裂隙演化特征，基于受载煤岩工业CT扫描系统开展不同围压下三轴压缩试验，通过受载煤体内部裂隙三维可视化分析，研究不同围压下煤体裂隙演化规律，借助PFC模拟软件，以裂纹数量为量化指标表征围压对裂纹发育程度的影响。此外，推导出考虑裂隙宽度的应力强度因子表达式，并以最大周向应力准则计算裂隙的理论起裂角度。结果表明：随着围压的增大，裂隙起裂角度减小，3,5,7 MPa围压下，翼裂纹在预制裂隙端部沿着最大主应力方向扩展，最终呈现为“X”或“Y”型拉-剪复合型破坏，9 MPa围压下，煤体翼裂纹发育受阻，次生裂纹充分扩展，呈现出次生裂纹沿共面扩展的剪切破坏形式；围压效应和剪切裂纹的互锁效应均对裂隙发育模式产生影响，但二者作用机制不同，前者为全局作用，后者必须在原生裂隙压密到一定程度时才发挥作用；矿物颗粒赋存状态影响裂隙的发育形态，由纯粹拉应力导致的翼裂纹较为完整，而次生裂纹则呈“残缺”状态，该残缺状态随围压增加而增加；峰值应力前，各裂纹数量呈先减少后增加的规律，拉伸裂纹占比不断减少；经典欧文Ⅰ型应力强度因子适用于张开型裂隙，采用考虑裂隙宽度的应力强度因子计算的起裂角度更接...