采矿与安全工程学报 ›› 2020, Vol. 37 ›› Issue (5): 1037-1044.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.05.021

• 论文 • 上一篇    下一篇

不同环境湿度下承压破碎煤岩蠕变分形特征研究

张天军,郭毅,庞明坤,彭文清,李洋,张硕   

  1. 1.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西 西安 710054;2.西安科技大学理学院,陕西 西安 710054
  • 出版日期:2020-09-15 发布日期:2020-10-07
  • 作者简介:张天军(1971— ),陕西省西安市人,教授,博士生导师,从事矿山灾害力学方面的研究。 E-mail:tianjun_zhang@126.com Tel:13201827306
  • 基金资助:
    国家自然科学基金面上项目(51774234,51874234,51604214)

Creep fractal characteristics of compressed and broken coal rock under different environmental humidity

  • Online:2020-09-15 Published:2020-10-07

摘要: 承压破碎煤岩在不同环境湿度下的变形及破碎量不同,为探究不同环境湿度下承压破碎煤岩变形与破坏过程中的分形特征,利用自制破碎岩石压实装置,结合DDL600电子万能试验机和计算机采集系统,对不同环境湿度下的破碎煤岩进行侧限压实试验,分析不同环境湿度下承压破碎煤岩蠕变分形特征。结果表明:1) 随着轴向应力的增大,破碎煤岩的分形维数从2.38增加到2.64,逐渐接近分形破碎极限,其变化过程可分为6 MPa以前的迅速增加阶段和6 MPa以后的缓慢增加阶段;2) 分形维数随环境湿度的增加而增大,且在高应力下增幅较大,但增速逐渐减缓;3) 蠕变时间从30 min增加到160 min,分形维数仅增加了0.06,说明时间效应对分形维数影响较小;4) 相对破碎率Bg随轴向应力变化呈对数增长,与分形维数之间具有线性关系。可见,随着环境湿度的增长,破碎煤岩的承载能力有所下降,该结论为进一步研究巷道围岩稳定性和地表沉陷提供依据。

关键词: 环境湿度, 破碎煤岩, 分形维数, 蠕变

中图分类号: