冲击载荷下三轴煤体动力学分析及损伤本构方程
2019-08-15王恩元孔祥国何学秋冯俊军鞠云强李金铎
煤炭学报 2019年7期
王恩元,孔祥国,何学秋,4,冯俊军,鞠云强,李金铎
(1.中国矿业大学 安全工程学院,江苏 徐州 221116; 2.西安科技大学 安全科学与工程学院,陕西 西安 710054; 3.昆士兰大学 力学与矿业工程学院,昆士兰州 布里斯班 4067; 4.北京科技大学 土木与资源工程学院,北京 100083; 5.安徽工业大学 建筑工程学院,安徽 马鞍山 243000)
煤矿顶底板断裂、断层滑移或煤柱破裂均会诱导应力波(动载荷)产生,应力波传播作用于采场煤岩体,导致动力灾害发生[1-4]。煤岩体冲击动力学有助于揭示矿井受扰动而产生的动力灾害,因此煤岩体冲击动力学行为特征一直是研究的热点问题。
煤岩体冲击动力学主要借助于霍普金森压杆系统[5]来测试,自从KOLSKY[6]提出该系统以来,经过不断改进,SHPB技术取得了飞速发展,尤其在煤岩动力学测试方面[7-8]。煤岩动力学测试经历了一维动载和动静组合加载等阶段。单仁亮等[9]研究了一维动载下云驾岭煤矿无烟煤的动态本构特性,发现煤体初始弹性模量、屈服强度和极限强度均随着应变率的增加而增加;刘晓辉等[10]利用SHPB系统测试了不同应变率下煤岩冲击动力学特性,煤岩在低应变率下多呈轴向劈裂破坏,高应变率下呈现压碎破坏;夏开文和姚伟[11]研究了岩石在不同预拉伸应力下的拉伸强度,动态拉伸强度随着加载率的增加而增加;王其胜和李夕兵[12]测试了动静组合条件下花岗岩的力学特性,发现花岗岩破碎分形维数随着应变率的增加而增加;宫凤强等[13]开展了动……
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