王云飞,黄正均,崔 芳

(1.河南理工大学土木工程学院,河南焦作 454000;2.北京科技大学土木与环境工程学院,北京 100083)

煤岩破坏过程的细观力学损伤演化机制

王云飞1,黄正均2,崔 芳1

(1.河南理工大学土木工程学院,河南焦作 454000;2.北京科技大学土木与环境工程学院,北京 100083)

为了有效监测煤岩巷道围岩的损伤稳定程度,以漳村矿煤岩为例开展了煤岩损伤破坏特性的研究,首先对该矿煤岩进行单轴压缩试验测得其力学参数,然后通过颗粒流软件获得其细观力学参数进行了不同围压下煤岩试验。分析了煤岩破坏过程的声发射和应变能变化规律,并从煤岩损伤萌生、成核、扩展和贯通的过程研究了损伤演化机制,获得以下结论:最大声发射强度与峰值应力并不同时出现,具有一定滞后性,低围压范围滞后效应随围压变化敏感,高围压范围围压对其影响减弱;随着围压增加在最大声发射前会出现明显的平静期,并指出平静期的出现是由煤岩内部严重损伤区的产生和损伤愈合吸收应变能所致;将煤岩损伤破坏过程分为微损伤弥散分布、损伤局部集中发展成核、裂纹稳步扩展形成局部裂隙、局部裂隙贯通煤岩失稳4个阶段,指出围压对各个阶段的影响异同。

煤岩;围压;声发射;损伤演化;颗粒流;应变能

在外力作用或开采扰动岩体内部应力重分布的过程中,煤岩会发生变形甚至破坏,并局部伴随有应变能的快速释放而产生弹性波的现象,称为声发射AE(acoustic emission)。……