采矿与安全工程学报 ›› 2024, Vol. 41 ›› Issue (6): 1241-1253.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2023.0153

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单轴压缩条件下煤体宏-微观损伤破坏特征研究

张琪1,李祥春1,2,LI Biao3,聂百胜1,4,张良5,刘艺1,周昌勇1,杨刚6   

  1. 1. 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,北京100083; 2. 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京100081; 3. Department of Building, Civil and Environmental Engineering, Concordia University, Montreal,QC H3G 1M8, Canada; 4. 重庆大学资源与安全学院,重庆400030; 5. 煤炭科学研究总院有限公司深部开采与冲击地压防治研究院,北京100013; 6. 中国矿业大学(北京)深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,北京100083
  • 出版日期:2024-11-15 发布日期:2024-11-29
  • 通讯作者: 李祥春,E-mail: chinalixc@163.com,Tel: 13391568603
  • 作者简介:张琪(1994— ),男,河北省邢台市人,博士后,从事矿山安全方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52274245);北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室开放基金项目(KFJJ22-15M)

Research on the damage characteristics of macro and microscopic scales of a loaded coal under uniaxial compression

  • Online:2024-11-15 Published:2024-11-29

摘要: 煤体的宏观损伤破坏本质上是由其微观组分和微缺陷结构的力学行为决定的,通过单轴压缩试验和颗粒流数值计算对煤体宏观-微观损伤破坏特征进行分析,同时,基于Weibull概率分布函数建立了描述煤体宏微观损伤的本构方程。研究结果表明:在单轴压缩过程中,受加载煤体内部微裂隙结构单元起裂、扩展和演化影响,形成了AE信号的偶发、发展和高峰阶段;煤体进入屈服阶段后,内部损伤速率加快,导致AE累计事件方差和自相关系数增加,这些指标可以预测未来加载过程中煤体的损伤破坏进程;外部载荷作用导致内部微裂隙结构单元不断扩展和演化,并表现出明显的宏观损伤破坏特征;通过类比煤与瓦斯突出过程,提出了受载煤体准备、启动、发展和停止阶段损伤破坏过程。

关键词: 单轴压缩, 受载煤体, 宏微观尺度, 损伤破坏, 数值模拟

中图分类号: