含水率对煤样声发射特征和碎块分布特征影响的试验研究

• 作者: 冯国瑞 文晓泽 郭军 王朋飞 钱瑞鹏 闫勇敢 郝晨良
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 关键词: 含水率 破坏特征 煤 AE能率 分形维数
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 页码范围: 2910-2918
• 页数: 9页
• 分类号: TU315
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2021.08.035

摘要

利用SHT4605电液伺服试验机和声发射检测系统,开展不同含水率煤样单轴压缩试验,辅以分形理论和声发射特征参数分析,定量化研究含水率对煤样力学特性及破坏特征的影响.研究结果表明:含水率的增大使煤样软化的同时削弱其脆性,破坏过程更加缓和,峰值应力由干燥时的23.91 MPa下降为饱水时的16.03 MPa,劣化超过30％;AE能率呈现明显的"平静—激增—衰减"阶段变化特征,AE能率平静期在线弹性阶段占比由干燥时的90％逐渐下降为饱水时的不足60％,干燥煤样的AE能率峰值是饱水煤样的10倍以上;煤样破坏后宏观裂纹数量随含水率增大而增多,煤样破坏形态趋于复杂,有剪切破坏向柱状张拉破坏转化的趋势;不同含水率煤样破碎块体在小于尺寸阈值50 mm的范围内自相似性良好,随煤样含水率增大,破碎块体分形维数D线性递减趋向于2,小颗粒煤屑质量占比下降,较大破碎块体(给定阈值以下)占比增加,块体向粒径均匀化发展.