煤单轴抗压强度特性的加载速率效应研究

• 作者: 任政 姜耀东 张科学 李彦伟 李海涛 杨英明 马振乾
• 来源期刊: 采矿与安全工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 煤 加载速率 单轴抗压强度 耗散应变能
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 页码范围: 754-760
• 页数: 7页
• 分类号: TU45
• 字数: 4147字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13545/j.cnki.jmse.2016.04.028

摘要

为考察加载速率对煤单轴抗压强度特性的影响规律，利用TAW-2000型电液伺服岩石力学试验系统对取自山西省正利煤矿的4-1号煤进行了不同加载速率下的力学性能测试，研究了峰值强度、弹性模量、轴向应变等与加载速率的关系，并探讨了试件可释放弹性应变能与耗散应变能随加载速率的变化规律。研究表明：1)与硬脆岩石不同，煤样的峰值强度随着加载速率的增大呈现先增高后降低的趋势。2)煤样的损伤应力与加载速率呈负相关。3)加载速率越快，试件轴向载荷增加越快，但当加载速率超过1.16×10-3 mm/s后载荷增加速度基本稳定。加载速率越快，试件损伤应力出现的越早，试件破坏越快。4)单轴压缩试验第Ⅰ阶段煤样耗散应变能转化速率均处于较低水平，且与加载速率呈负相关，第Ⅱ阶段耗散应变能随加载速率的增加大致呈先增大后减小的趋势，各煤样耗散应变能转化速率的最大值均出现在峰值点或峰后轴向应力陡然跌落点。