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2021年第03期
2021-04-27
27

冲击倾向性煤岩动静载下破坏机理及声发射特性研究

  • 作者:

    任建喜
    景帅
    张琨
  • 关键词:

    冲击倾向性
    动载
    煤岩加载
    强度劣化
    声发射定位
  • 作者单位:

    西安科技大学 建筑与土木工程学院

摘要

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摘要:

煤矿巷道发生冲击地压破坏后果严重,具有冲击倾向性的煤岩具备发生冲击地压的潜质,在高应力状态下经动载诱发后极易发生破坏,其破坏与变形规律与常规静载不同。为了探究冲击倾向性煤岩在动静载下破坏及变形规律,以深埋煤层巷道高应力下具有冲击倾向性的煤岩作为研究对象,采用动载三轴及声发射检测设备,模拟煤岩所处高应力环境及动载条件,通过对比不同围压下的静载破坏试验,一定应力水平下动载诱发试验,不同应力阶段动载加载试验,分析其变形破坏机理及声发射能量演化规律。结果表明:与静载加载破坏相比动载导致煤岩提前进入屈服变形阶段且强度劣化明显,其破坏程度更加严重,并由剪切破坏转变为横向拉伸破坏;声发射点能有效定位煤岩破坏阶段内部裂隙发育区域及主破坏方向。煤岩达到动载破坏条件存在一个临界静载,未达到临界静载时煤岩在动载作用下裂隙发育及应变增长会逐渐稳定,超过临界静载后煤岩在动载作用下会迅速发生破坏。与静载相比动载后煤岩储存弹性能增加,破坏后释放更多能量;煤岩声发射能量事件主要发生在动载加载初期及峰后破坏阶段,动载加载后有明显凯泽效应。研究结论认为声发射能量演化规律可作为判断煤岩所处应力状态及先期动载加载应力水平的参考依据。

  • 动静载下煤岩声发射定位
  • 动、静载下煤岩声发射特征
  • 考虑时间效应动载分级加载破坏后煤岩破坏曲线
  • 动载诱发后煤岩破坏曲线
  • 不同围压下煤岩全应力-应变曲线
  • 试验设备及材料
任建喜,景帅,张琨.冲击倾向性煤岩动静载下破坏机理及声发射特性研究[J].煤炭科学技术,2021,49(3):57-63.doi:10.13199/j.cnki.cst.2021.03.006 REN Jianxi,JING Shuai,ZHANG Kun.Study on failure mechanism and acoustic emission characteristics of outburst proneness coal rock under dynamic and static loading[J].Coal Science and Technology,2021,49(3):57-63.doi:10.13199/j.cnki.cst.2021.03.006

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