高應(yīng)力下原煤三軸壓縮力學(xué)特性研究

【摘要】：基于取自淮南礦區(qū)-780 m標(biāo)高B10煤層的原煤的試件,通過MTS815.04電液伺服試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行高應(yīng)力下原煤的常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn),研究煤巖的變形、強(qiáng)度、參數(shù)及破壞特征。研究結(jié)果表明:(1)煤巖偏應(yīng)力–軸向應(yīng)變曲線主要由彈性、屈服、峰后脆性破壞階段或應(yīng)變軟化段構(gòu)成。其中,彈性段明顯較長,且圍壓越大,曲線越陡,彈性模量越大;屈服段則總體較短。(2)煤巖在單軸或低圍壓條件下,峰后脆性破壞特征明顯;隨著圍壓升高,峰后開始呈現(xiàn)延性特征,且圍壓越高,延性特征越明顯。當(dāng)圍壓達(dá)到50 MPa時(shí),峰后軸向應(yīng)變幾乎呈現(xiàn)塑性流動(dòng)狀態(tài)。(3)隨著圍壓的增加,峰值軸向應(yīng)變呈拋物線趨勢增加,峰值側(cè)向應(yīng)變則呈線性增加趨勢。(4)煤巖偏應(yīng)力–體積應(yīng)變曲線,在低圍壓條件下表現(xiàn)出擴(kuò)容機(jī)制,且圍壓越低擴(kuò)容特征越明顯;在高圍壓下,從峰前越至峰后,則始終向右延展,呈現(xiàn)出不斷收縮的狀態(tài);而峰值體應(yīng)變隨圍壓的增加呈拋物線形式增加,收縮特征明顯。(5)煤巖強(qiáng)度隨圍壓增加呈線性趨勢增加,且強(qiáng)度參數(shù)c,φ值分別為12.72 MPa,24.12°。(6)煤樣的破壞模式主要以剪切破壞為主,破斷角大小為23°~35°,且隨著圍壓的增加,以拋物線趨勢增加。采用Mohr強(qiáng)度理論可以較好地解釋這一變化。 【作者單位】： 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中煤科工集團(tuán)西安研究院;長江科學(xué)院水利部巖土力學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41130742);國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(41202224)
【分類號】：TU452

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隧道圍巖應(yīng)力與位移數(shù)值模擬與分析    馮銀銀

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不同應(yīng)力路徑對巖石聲發(fā)射Kaiser效應(yīng)的影響    李元輝;袁瑞甫;趙興東;

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含瓦斯煤的力學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)分析    許江,鮮學(xué)福,杜云貴,張廣洋

高瓦斯煤層沖擊地壓發(fā)生理論研究及應(yīng)用    李忠華

高地應(yīng)力下巖石卸載破壞機(jī)理及其應(yīng)用研究    劉豆豆

煤和瓦斯突出的氣固耦合機(jī)理及分析    韓光

石門揭煤過程中圍巖的力學(xué)特征數(shù)值模擬    張春華

深埋洞室圍巖分層斷裂現(xiàn)象模型試驗(yàn)解析    陳偉;王明洋;顧雷雨;

非等距時(shí)序灰色預(yù)測方法及其在巖石力學(xué)與工程中的應(yīng)用    陳有亮

大理巖卸圍壓冪函數(shù)型Mohr強(qiáng)度特性研究    陳衛(wèi)忠;劉豆豆;楊建平;譚賢君;王崇革;

柱狀節(jié)理巖體壓縮破壞過程模擬及機(jī)制分析    朱道建;楊林德;蔡永昌;

三峽花崗巖峰后力學(xué)特性及應(yīng)變軟化模型研究    張帆;盛謙;朱澤奇;張勇慧;

基于多點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測成果的坡體變形特征分析    黃秋香;汪家林;鄧建輝;

基于花崗巖卸荷試驗(yàn)的損傷變形特征及其強(qiáng)度準(zhǔn)則    呂穎慧;劉泉聲;胡云華;

江蘇省巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)成立大會(huì)在我院召開    馬強(qiáng);

巖石力學(xué)中最佳表面裂殖    

《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》第六屆編輯委員會(huì)    

前言    

巖石雙剪強(qiáng)度準(zhǔn)則的新探討    胡小榮;梁實(shí);

深地下防護(hù)工程中的科學(xué)問題    錢七虎;任輝啟;

前言    鄭炳旭;

前言    錢七虎;

中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)章程    

編者的話    

巖石力學(xué)與巖石工程學(xué)科發(fā)展研究    徐嘉謨;方祖烈;伍法權(quán);馮夏庭;楊強(qiáng);鄔愛清;何滿潮;程良奎;宋勝武;黃潤秋;蔡美峰;王明洋;

前言    崔政權(quán);

序    

淮北礦業(yè)渦北煤礦8月出煤    張啟業(yè)

英安煤礦年產(chǎn)原煤突破百萬噸    記者 相恒波

10月煤價(jià)同比增12.39%    盧錚

江西新增原煤資源量2億噸    李美娟

今年我州計(jì)劃生產(chǎn)原煤380萬噸    首席記者 周海霞

口岸原煤進(jìn)口量創(chuàng)歷史新高    閆軍　趙勇

山東“十一五”期間煤炭年產(chǎn)量將在1.5億噸左右    記者 羅華國

我省加快實(shí)施“以水代火”發(fā)電工程    記者 田逢春

九江石化原煤自動(dòng)采樣機(jī)投入使用    記者 袁新文通訊員 雷云光

太原煤運(yùn)：春節(jié)期間趕運(yùn)電煤    苗永清

高地應(yīng)力下硬巖本構(gòu)模型的研究與應(yīng)用    陳景濤

框支剪力墻結(jié)構(gòu)合理破壞機(jī)制及控制措施研究    劉建偉

高應(yīng)力下巖石卸荷及其流變特性研究    朱杰兵

巖石流變力學(xué)特性的研究及其工程應(yīng)用    楊圣奇

重塑非飽和粘性土的強(qiáng)度習(xí)性研究    熊承仁

高應(yīng)力軟碎煤巖區(qū)廢矸置換煤炭資源開采研究    康榮

紅層路塹邊坡穩(wěn)定性與防治研究    柳群義

巖石力學(xué)損傷和流變本構(gòu)模型研究    韋立德

長期往復(fù)荷載作用下無粘性材料累積變形研究    張宏博

高烈度地震下隧道破壞機(jī)制及抗震研究    黃勝

節(jié)理巖體變形與強(qiáng)度特征的三維數(shù)值模擬    郭靚

深部高應(yīng)力軟巖巷道錨注支護(hù)數(shù)值模擬研究與應(yīng)用    夏向陽

原煤、型煤吸附—解吸變形規(guī)律對比研究    李毅

廢棄人防地道的綜合勘察及圍巖穩(wěn)定性研究    陳光

布沼壩露天礦西北幫邊坡穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)監(jiān)控研究    李國柱

高應(yīng)力大斷面破碎煤巷支護(hù)技術(shù)研究    宋秀群

煤巖強(qiáng)度與變形特征實(shí)驗(yàn)研究及其在條帶煤柱設(shè)計(jì)中的應(yīng)用    陳紹杰

鋼桿件軸向荷載作用下低周塑性雙重破壞機(jī)制的試驗(yàn)研究    譚亞偉

太湖地區(qū)泥盆系砂巖石英顆粒變形特征的研究    董宇婕

危巖突發(fā)性破壞機(jī)制研究    張瑞剛