高应力下原煤三轴压缩力学特性研究

被引：50

作者：

刘泉声 ^{[1
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刘恺德 ^{[1
,2
]}

朱杰兵 ^{[3
]}

卢兴利 ^{[1
]}

机构：

[1] 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

[2] 中煤科工集团西安研究院

[3] 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室

来源：

岩石力学与工程学报 | 2014年 / 33卷 / 01期

关键词：

岩石力学; 高应力; 原煤; 三轴压缩; 变形特征; 强度特征; 破坏机制; 力学参数;

D O I：

10.13722/j.cnki.jrme.2014.01.003

中图分类号：

TU452 [岩体力学性质及应力理论分析];

学科分类号：

0801 ; 080104 ; 0815 ;

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。

引用

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页数：11

共 29 条

[1]

深部巷道破裂岩体块系介质模型及工程应用研究.[D].卢兴利.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）.2010, 12

[2]

高应力下岩石卸荷及其流变特性研究.[D].朱杰兵.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）.2009, 11

[3]

低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采理论与实践.[M].袁亮; 著.煤炭工业出版社.2008,

[4]

瓦斯地质学.[M].张子敏; 主编.中国矿业大学出版社.2008,