闫 甫李自强邢 辉

（1.山东省煤炭技术服务有限公司，山东 济南 250032;2.中国十七冶集团有限公司，安徽 马鞍山 243000;3.内蒙古科技大学矿业与煤炭学院，内蒙古 包头 014010）

目前，国内学者在岩石力学性质的数值仿真模拟[1-4]的建立和不同因素对岩石力学性能的影响分析等方面开展了大量研究[5-9]。本文拟根据复合岩石所受轴向压力实际演化规律，开展复合岩体损伤模拟试验，分析不同压力作用下对复合岩体破坏机制，旨在加深对复合岩体力学性质的认识。

1 复合岩石方程理论

数值仿真模拟试件模型均为均质复合岩石，则岩石中的“应力状态”是：

可以得出，在大应力水平下，复合岩石也可近似地当作均质各项同性材质。

2 复合岩石力学性质的数值模拟研究

2.1 数值模型及计算参数的确定

岩样取自于四川华蓥山矿务局李子垭煤矿，取出的岩样中含有砂岩、泥岩、灰岩三种。在数值模拟试验中，采用规格为50 mm×40 mm 的试件，在模拟复合岩石力学性质的数值仿真研究试验中，把这三种岩石试件粘结起来。其粘结的顺序是上部为灰岩、中间为泥岩、下部为砂岩，这三种单一岩复合后的试件规格为50 mm×120 mm。考虑到矿煤顶板岩层自然沉积需要经历很长时间，岩层与岩层之间必然有相互渗透，采用的复合岩石试验试件的岩层之间相互重叠2 mm。复合岩石结构图如图1。

图1 复合岩石结构图

2.2 数值计算结果分析

2.2.1 复合岩石力学参数分析

复合岩石力学参数如表1 所示，从表中可以看出岩石的弹性模量、抗压强度和泊松比随着载荷的增加呈现出一定的规律。……