含瓦斯煤岩细观剪切试验装置的研制及应用

• 作者: 尹光志 彭守建 杨红伟 王维忠 王雷 许江
• 来源期刊: 岩石力学与工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 岩石力学 含瓦斯煤岩 剪切试验 微裂纹 试验装置
• 年，卷（期）: 2011,（4）
• 页码范围: 677-685
• 分类号: TU45
• 字数: 7882字
• 语种: 中文

摘要

介绍自主研发的含瓦斯煤岩细观剪切试验装置,该装置主要由主体结构、加载系统、瓦斯充气系统、裂纹观测系统和声发射系统5个部分组成.该装置具有如下特点:(1)可进行流固耦合作用下煤岩剪切力学特性试验,为从细观角度研究煤与瓦斯突出机制提供可靠的试验手段:(2)具有良好的气密性,能保证煤样达到充分吸附瓦斯状态;(3)设计侧向加载系统,能实现限制性及非限制性剪切试验功能;(4)试验数据测试手段多样化,实现剪切力-剪切位移、裂纹细观图像及声发射信号的同步采集;(5)整体设计上具有结构简单,加工成本低,可靠性好,操作方便等特点.采用该装置进行瓦斯压力分别为0.5,1.0,2.0 MPa下型煤试样的非限制性直剪试验,获得剪切力-剪切位移曲线及剪切面裂纹的细观演化过程,并依此分析直剪过程中煤样微裂纹的形成、扩展、贯通进而诱导失稳破坏的力学过程.试验结果表明,该装置具有较好的实用性和可靠性,为进一步研究煤岩剪切细观力学特性提供新的测试手段.