标题:循环载荷下煤样能量转化与碎块分布特征
作者:李杨杨; 张士川; 文志杰; 赵仁乐; 曹志国; 伦庆忠; 白景志
作者机构:[李杨杨]山东科技大学;;山东能源临沂矿业集团有限责任公司;;煤矿开采水资源保护与利用国家重点实验室, 矿山灾害预防控制山东省省部共建国家重点实验室培育基地 更多
通讯作者:Wen, Zhijie
通讯作者地址:[Wen, Z] State Key Laboratory of Mining Disaster Prevention and Control Co-founded by Shandong Province and the Ministry of Science and Technology, Sh 更多
来源:煤炭学报
出版年:2019
卷:44
期:5
页码:1411-1420
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2019.6034
关键词:煤矿动力灾害; 循环加卸载; 能量转化; 加载速率; 分形
摘要:煤矿开采中煤体常处于反复加卸载过程,研究煤体在不同加载速率重复载荷作用下的能量转化与破坏机制对认清煤矿动力灾害本质具有指导意义。利用MTS815; .; 03伺服实验系统,通过单轴循环加卸载试验,结合能量和分形理论,获得了不同加载速率下煤样变形破坏各阶段能量积聚、耗散和释放的转化机制及其与煤样碎块; 块度分布规律的内在关系,为开展重复载荷作用下煤岩破裂响应及破坏机制的研究提供依据。试验结果表明:煤样能量转化具有明显的阶段性特征,可分为能量初始; 积累阶段、能量加速积累阶段和能量快速耗散阶段。煤样破坏前耗散能所占比例经历了高低高的过程,而弹性能则相反,加载后期弹性能比例下降或耗散能比例的升; 高,预示着煤样进入加速破坏阶段;能量集聚和释放与加载速率密切相关,随着加载速率的增大,峰值前弹性能所占比例逐渐增加,煤样破坏前更多的能量以弹性能; 形式储存在煤样体内,岩石破坏后,更多的能量被释放出来,煤样破坏越剧烈,其宏观破坏形态由剪切张拉和劈裂破坏向弹射破坏过渡;循环加卸载下煤样碎块分形; 特征具有明显的分段性,在小于尺寸阈值范围内具有较好的自相似性特征,不同加载速率下碎块分形维数为2; ~3,且随加载速率的增加成线性增长;加载速率越大碎块分形维数越大,煤样破碎程度越高,大块碎块所占比例越小,煤样碎块越破碎且单块碎块质量越小,煤样; 发生动力灾害的危险性越大。
收录类别:EI;CSCD;SCOPUS
资源类型:期刊论文
原文链接:https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85071326860&doi=10.13225%2fj.cnki.jccs.2019.6034&partnerID=40&md5=6e915b6823bc08c1765d6f57bb2a7f9b
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