摘要： 为研究循环扰动荷载下蠕变损伤煤岩宏细观破裂演化规律及劣化失效机制,制备了4种不同饱和度的常规煤样和蠕变损伤煤样,利用MTS系列岩石力学伺服试验机开展了单轴循环荷载试验,并结合扫描电子显微镜(SEM)和XTDIC三维全场应变测量系统,对比分析了两种煤样的应力-应变演化规律和宏-细观破坏模式,揭示了蠕变损伤煤样的劣化失稳机制。研究结果表明:蠕变损伤煤样与常规煤样在力学参数演化规律上具有很好的一致性,峰值应变与饱和度增大趋势呈正相关关系,峰值应力与饱和度增大趋势呈负相关关系,相同饱和度下蠕变损伤煤样的力学参数劣化较为明显;煤样加载过程中,随着饱和度增大，蠕变损伤煤样表面裂纹发育愈加丰富,最大主应变相对常规煤样持续升高,加载破坏后,破碎块体增多,分形维数趋近于2,破碎颗粒由大块向中、细块颗粒转化;初始蠕变损伤促进了煤样内部结构破裂,煤样产生大量孔洞和微裂纹,使煤样内部由致密向疏松多孔转变;宏观角度上,初始蠕变损伤导致宏观裂纹继续发育扩展,加剧了煤样内部破裂损伤,削弱了煤样实体承载结构,造成煤样有效承载面积减小,承载能力降低,加速了煤样失稳破坏。

关键词: 循环荷载, 初始损伤, 破坏特征, 劣化机制

中图分类号: 

• TD 32

• TQ 531