郑 钰，施浩然,2，刘晓辉,2，张文举

（1. 西华大学能源与动力工程学院，四川 成都 610039；2. 西华大学流体与动力机械教育部重点实验室，四川 成都 610039；3. 中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川 成都 610084）

随着国家经济高速发展，煤炭资源作为我国最重要的基础性能源，其需求量日益增长，如何安全、高效开采发人深思。众所周知，煤炭开采是原岩应力产生扰动，原有应力平衡被打破，进而发生应力转移、重分布的平衡调整过程[1]，该过程煤岩的动态力学特性、变形破坏特征不仅呈现出显著的应变率效应，而且其破坏过程导致的冲击地压、瓦斯突出等更是典型的动力灾害。因此，研究动态应变率下煤岩的变形破坏特征及其本构关系能够为安全、高效进行煤矿开采提供强有力的科学依据。

目前，许多学者通过霍普金森压杆试验[2-5]、数值模拟[6]等方法对冲击荷载作用下煤岩的力学特性及破坏特征展开了研究，发现煤岩的强度、变形特征参数具有明显的应变率相关性，煤岩的变形破坏形态随应变率变化差异显著，且不同煤岩或相同煤岩不同外界条件破坏形态各异。煤岩开采过程中常常伴随岩体破碎和碎块块度分布等问题，谢和平等[7]、高峰等[8]从煤岩宏观破坏后块度分布所具有的统计自相似性出发，提出了从分形几何角度对煤岩碎块块度分布进行统计分析，指出分形维数是反映岩石破碎程度恰当的统计特征量。张文清等[9]、丁鑫等[10]、Zhao 等[11]同样利用霍普金森压杆对煤岩试样展开了不同应变率下的冲击压缩试验，再次指出试验后煤岩碎块具有明显的分形特性，但不同煤岩由于其自身较强的离散性特征，破碎块度分布存在着较大的差异。……