高应力下原煤三轴压缩力学特性研究

发布时间：2017-11-05 17:28

  本文关键词：高应力下原煤三轴压缩力学特性研究

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【摘要】：基于取自淮南矿区-780 m标高B10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。
【作者单位】： 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;中煤科工集团西安研究院;长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(41130742);国家自然科学基金青年基金项目(41202224)
【分类号】：TU452
【正文快照】： 1引言随着社会经济发展和对能源需求的不断增长,我国还将在相当长的时期内坚持以煤炭为主体的全面发展能源战略[1]。然而,由于我国煤炭在-1 000 m以下资源量占总资源量的53%[2],储藏埋深大、地应力高,加之采动作用破坏了原岩应力状态,引起煤体内部应力场重新分布,尤其在工作面

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本文编号：1145209