轴向加载速率对原煤力学和渗透特性的影响
2021-07-24魏文辉魏皑冬段敏克
煤矿安全 2021年7期
关键词:变形
魏文辉,魏皑冬,段敏克
(1.兖州煤业股份有限公司 济宁三号煤矿,山东 济宁 272169;2.重庆大学 资源与安全学院,重庆 400030;3.四川省广元市应急管理局,四川 广元 628017;4.安徽理工大学 能源与安全学院,安徽 淮南 232001)
加载速率是岩石力学实验中的基础参数,现在常用的加载速率控制标准分为:加载时间控制、荷载控制和变形控制[1]。针对煤岩材料,采煤工作面推进速度的合理制定对于预防采煤工作面片帮和控制冲击地压有着直接关系,而采煤工作面的推进速度也会直接影响工作面前方煤岩体的受力加载速率。
国内外学者针对煤岩加载速率对其力学与渗透特性的影响进行了大量的物理实验及数值模拟研究。Yamamuro等[2]认为加载速率对岩石力学特性的影响主要归因于孔裂隙的张开扩展演化以及颗粒重排。李彦伟[3]以变形控制的方式,对同源煤样进行了多加载速率下的单轴抗压强度实验,发现煤岩的抗压强度随着加载速率的提高,呈现上升的趋势,但当加载速率升至0.5μm/s时,继续增加加载速率反而会降低煤岩的抗压强度。Liang等[4]采用TYT-600伺服控制加载系统,以变形控制方式,对盐岩进行了单轴加载实验,比较了不同轴向加载速率下,盐岩的强度、弹性模量、变形模量、泊松比和体积扩容应力的变化趋势。陈飞等[5]采用电子材料试验机,以变形控制方式,对原煤进行了单轴抗压强度实验,发现随着加载速率的增加,声发射能量趋势逐渐由单峰型向群峰型转变。Backers等[6]采用MTS岩石力学试验系统,对每个红砂岩进行4次不同加载速率的循环加载实验,发现红砂岩在破坏后,其破裂面的粗糙度和断裂韧度都具有加载速率效应。……
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