高应力下原煤三轴压缩力学特性研究

• 作者: 刘恺德 刘泉声 卢兴利 朱杰兵
• 来源期刊: 岩石力学与工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 岩石力学 高应力 原煤 三轴压缩 变形特征 强度特征 破坏机制 力学参数
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 页码范围: 24-34
• 页数: 11页
• 分类号: TU45
• 字数: 9028字
• 语种: 中文

摘要

基于取自淮南矿区-780 m标高B 10煤层的原煤的试件，通过MTS815.04电液伺服试验系统进行高应力下原煤的常规三轴压缩试验，研究煤岩的变形、强度、参数及破坏特征。研究结果表明：(1)煤岩偏应力-轴向应变曲线主要由弹性、屈服、峰后脆性破坏阶段或应变软化段构成。其中，弹性段明显较长，且围压越大，曲线越陡，弹性模量越大；屈服段则总体较短。(2)煤岩在单轴或低围压条件下，峰后脆性破坏特征明显；随着围压升高，峰后开始呈现延性特征，且围压越高，延性特征越明显。当围压达到50 MPa时，峰后轴向应变几乎呈现塑性流动状态。(3)随着围压的增加，峰值轴向应变呈抛物线趋势增加，峰值侧向应变则呈线性增加趋势。(4)煤岩偏应力-体积应变曲线，在低围压条件下表现出扩容机制，且围压越低扩容特征越明显；在高围压下，从峰前越至峰后，则始终向右延展，呈现出不断收缩的状态；而峰值体应变随围压的增加呈抛物线形式增加，收缩特征明显。(5)煤岩强度随围压增加呈线性趋势增加，且强度参数c，φ值分别为12.72 MPa，24.12°。(6)煤样的破坏模式主要以剪切破坏为主，破断角大小为23°～35°，且随着围压的增加，以抛物线趋势增加。采用Mohr强度理论可以较好地解释这一变化。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘泉声	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	112	4630	41.0	64.0
2	朱杰兵	长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室	51	1150	16.0	33.0
3	卢兴利	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	14	455	8.0	14.0
4	刘恺德	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	6	259	6.0	6.0