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单轴压缩煤岩损伤演化及声发射特性研究 被引量：154
1
作者 刘保县 黄敬林 +1 位作者 王泽云 刘立 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第A01期3234-3238,共5页
为建立声发射参数与岩石(煤岩)力学破坏机制的关系,更好地了解受载煤岩体的损伤演化规律,进一步揭示煤岩动力灾害演化过程及灾害时间效应产生机制,利用MTS815岩石力学测试电液伺服试验系统和8CHSPCI–2声发射检测系统,对单轴压缩煤岩的... 为建立声发射参数与岩石(煤岩)力学破坏机制的关系,更好地了解受载煤岩体的损伤演化规律,进一步揭示煤岩动力灾害演化过程及灾害时间效应产生机制,利用MTS815岩石力学测试电液伺服试验系统和8CHSPCI–2声发射检测系统,对单轴压缩煤岩的损伤演化及声发射特性进行试验研究,分析单轴压缩煤岩的声发射特性,提出基于"归一化"累积声发射振铃计数的损伤变量,建立基于声发射特性的单轴压缩煤岩损伤模型,得出煤岩的损伤演化曲线和方程。研究表明,声发射信息反映煤岩内部的损伤破坏情况,与其内部原生裂隙的压密及新裂隙的产生、扩展、贯通等演化过程密切相关,煤岩的声发射特征能较好地描述其变形和损伤演化特性。基于声发射特性的单轴压缩煤岩损伤模型是合理的。单轴压缩煤岩损伤演化过程可分为3个阶段:初始损伤阶段、损伤稳定演化和发展阶段、损伤加速发展阶段。煤岩由变形至破坏可视为一逐渐发展过程:由变形、损伤的萌生和演化,直至出现宏观裂纹,再由裂纹扩展到破坏的全过程。 展开更多
关键词 岩石力学 煤岩 损伤演化 声发射 损伤变量
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薄层状煤岩体中巷道的不均匀破坏及封闭支护 被引量：45
2
作者 张农 李宝玉 +2 位作者 李桂臣 钱德雨 于宪阳 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2013年第1期1-6,共6页
煤矿巷道常布置于薄层状煤岩互层中，围岩表现出非对称和不均匀性的破坏特征，采用常规的开放式对称支护技术方案效果较差，不利于此类巷道的长期维护。结合淮北矿区孙疃煤矿频繁穿越煤岩层区的巷道工程，总结了包括肩角失稳破坏、一帮... 煤矿巷道常布置于薄层状煤岩互层中，围岩表现出非对称和不均匀性的破坏特征，采用常规的开放式对称支护技术方案效果较差，不利于此类巷道的长期维护。结合淮北矿区孙疃煤矿频繁穿越煤岩层区的巷道工程，总结了包括肩角失稳破坏、一帮内挤、底板（梁）凸起及全断面失稳等多种不均匀破坏特征，并分析其主要影响因素；提出以锚杆、锚索、注浆等主动支护为主体枸建整体封闭式支护，辅以结构补强的技术原理，通过锚杆与锚索预应力的协同作用、锚固体与围岩注浆的相互强化作用、锁腿与U型钢拱形支架的结构补强作用等形成协同支护效应，以有效控制穿煤岩层区层状围岩巷道的不均匀破坏。采用顶帮锚架注、拱脚连续锁腿约束及底板钻锚注等方法合理实施巷道全断面加固，并在孙疃煤矿埋深570m穿煤岩层区域巷道应用，巷道稳定后围岩收敛变形控制在180-220mm范围，保障了施工安全和长期稳定。 展开更多
关键词 穿煤岩层区 巷道 不均匀破坏 薄层状岩体 封闭式围岩承载结构 支护
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综放工作面煤岩破坏及矿压显现与瓦斯涌出关系的实测研究 被引量：46
3
作者 翁明月 徐金海 李冲 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1709-1714,共6页
为获取综放开采工作面瓦斯涌出随开采过程的变化规律,在屯留煤矿S2205综放工作面进行了煤岩破坏的微震监测、工作面矿压显现监测和瓦斯涌出的实测研究,分析了煤岩破坏的三维时空分布、工作面支架工作阻力和超前支承压力的变化情况,结合... 为获取综放开采工作面瓦斯涌出随开采过程的变化规律,在屯留煤矿S2205综放工作面进行了煤岩破坏的微震监测、工作面矿压显现监测和瓦斯涌出的实测研究,分析了煤岩破坏的三维时空分布、工作面支架工作阻力和超前支承压力的变化情况,结合工作面瓦斯涌出监测数据,得到了综放工作面煤岩破坏、矿压显现和瓦斯涌出三者之间的关系。结果表明:工作面煤壁前方随工作面的推进而产生大量微震事件,微震事件峰值出现的时间一般略早于工作面周期来压,而瓦斯涌出量峰值的出现又略晚于工作面周期来压,可以根据微震事件变化来间接反映工作面矿压显现和瓦斯涌出情况。屯留煤矿S2205综放工作面微震事件及能量的突然增大超前于来压剧烈显现1 d,煤岩的充分破坏超前于瓦斯的大量涌出1个班。 展开更多
关键词 综放工作面 煤岩破坏 矿压显现 瓦斯涌出
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煤岩蠕变-渗流耦合规律实验研究 被引量：34
4
作者 何峰 王来贵 +1 位作者 王振伟 姚再兴 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期930-933,共4页
基于煤岩瞬态渗透法,对煤岩试件进行蠕变-渗流耦合试验;对于不同的围压、孔压条件下,通过蠕变破裂过程中的渗透性试验,拟合出相应蠕变-渗透率曲线,揭示渗透率的变化和煤岩试样的蠕变损伤的一致性;据Issac Newton提出的均差法,在蠕变-渗... 基于煤岩瞬态渗透法,对煤岩试件进行蠕变-渗流耦合试验;对于不同的围压、孔压条件下,通过蠕变破裂过程中的渗透性试验,拟合出相应蠕变-渗透率曲线,揭示渗透率的变化和煤岩试样的蠕变损伤的一致性;据Issac Newton提出的均差法,在蠕变-渗透率耦合曲线上给出一定数量的关键点和试验点上进行插值,获得渗透率-蠕变拟合方程。 展开更多
关键词 煤岩 蠕变-渗流耦合 耦合曲线及方程 渗透率 蠕变损伤
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煤岩体拉伸失稳破坏电荷感应规律研究 被引量：31
5
作者 潘一山 罗浩 +2 位作者 唐治 李忠华 赵扬锋 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1297-1303,共7页
为研究不同类型煤岩试样拉伸破坏过程自由电荷运移规律,以巴西圆盘劈裂试验为基础建立煤岩拉伸失稳破坏全程电荷监测系统。试验中分别对砂岩、泥岩及煤体拉伸失稳动态破坏过程进行实时电荷监测,得到煤岩体拉伸破坏过程中的力学特征和自... 为研究不同类型煤岩试样拉伸破坏过程自由电荷运移规律,以巴西圆盘劈裂试验为基础建立煤岩拉伸失稳破坏全程电荷监测系统。试验中分别对砂岩、泥岩及煤体拉伸失稳动态破坏过程进行实时电荷监测,得到煤岩体拉伸破坏过程中的力学特征和自由电荷运移规律。研究结果表明:煤岩体拉伸过程中有自由电荷产生,电荷信号异常区域对应于煤岩劈裂试验中应力突变阶段,煤体拉伸破坏所产生的自由电荷相对于砂岩、泥岩更为丰富,煤体断裂后的残余强度依旧使得电荷信号有较大波动,而砂岩、泥岩试样断裂后的残余强度却使得电荷信号波动较小。煤岩体拉伸与压缩破坏电荷感应规律不同,拉伸失稳破坏过程中拉应力造成裂纹扩展进而导致损伤局部化是电荷信号异常的重要原因之一。 展开更多
关键词 岩石力学 煤岩体 自由电荷 拉伸失稳 裂纹扩展 损伤局部化 巴西圆盘劈裂试验
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基于MTS-AE单轴压缩下的煤岩损伤特征 被引量：17
6
作者 来兴平 吴学明 +1 位作者 高喜才 伍永平 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2008年第2期375-378,共4页
基于MTS-AE单轴压缩条件下,对煤岩损伤、变形与破裂过程进行了测试;运用损伤变量理论,分析单轴压条件下煤样损伤破裂阶段的声发射能量-应力/应变参数与损伤变量之间的内在联系与特征规律。研究结果可对现场安全开采提供一定的理论指导。
关键词 MTS-AE 煤岩损伤 单轴压缩 声发射能量
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基于CT三维重构的煤岩组合体损伤破坏数值模拟研究 被引量：17
7
作者 杜锋 王凯 +1 位作者 董香栾 魏建平 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期253-262,共10页
煤矿逐渐进入深部开采,煤岩瓦斯复合动力灾害日益加剧,严重制约深部矿井的安全高效开采与矿区环境的协同发展。煤岩瓦斯复合动力灾害实质上就是工程地质强烈扰动下“煤体-岩体”组合体系统在一定的地应力和瓦斯压力共同作用下发生整体... 煤矿逐渐进入深部开采,煤岩瓦斯复合动力灾害日益加剧,严重制约深部矿井的安全高效开采与矿区环境的协同发展。煤岩瓦斯复合动力灾害实质上就是工程地质强烈扰动下“煤体-岩体”组合体系统在一定的地应力和瓦斯压力共同作用下发生整体失稳破坏的结果。为深入研究含瓦斯煤岩组合体的损伤破坏特性,利用CT扫描技术对原煤及砂岩进行CT扫描实验,获得煤体和岩体的内部裂隙结构,建立煤岩组合体三维细观结构重构模型。利用FLAC3D模拟含瓦斯煤岩组合体在常规三轴压缩以及卸围压条件下的损伤破坏规律,分析其损伤破坏特性及能量演化规律。研究结果表明:煤岩试件原始CT图像与对应的重构图像的分形维数误差平均为3.12%,准确率为96.88%。在本文数值模拟条件下,初始加载阶段煤岩组合体在接触面处出现小范围塑性破坏,但煤岩组合结构仍然处于弹性阶段。随着加载的进行,煤岩组合体接触面以外的煤体开始出现塑性破坏,之后接触面处的煤体开始大范围出现塑性破坏;随着加载的继续进行,煤体部分完全破坏,同时接触面处的岩体也发生一定的塑性破坏,此时煤岩组合体整体失稳破坏。随着围压的增大或者瓦斯压力的减小,含瓦斯煤岩组合体的峰值强度及到峰值强度时的总输入能量、弹性应变能和耗散能均呈现增大的趋势。 展开更多
关键词 瓦斯 煤岩组合体 复合动力灾害 损伤破坏 工业CT 三轴压缩
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不同围压下煤岩声发射基本特性及损伤演化 被引量：11
8
作者 余洁 刘晓辉 郝齐钧 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期128-136,共9页
利用PCI-2声发射系统对四川芙蓉白皎煤矿煤岩展开不同围压(0、8、16、25 MPa)的声发射试验研究,旨在揭示不同围压下煤岩破坏过程的振铃计数率、声发射时空分布、声发射b值及破坏煤岩的损伤特性变化规律,为有效预测煤岩破坏提供有利的理... 利用PCI-2声发射系统对四川芙蓉白皎煤矿煤岩展开不同围压(0、8、16、25 MPa)的声发射试验研究,旨在揭示不同围压下煤岩破坏过程的振铃计数率、声发射时空分布、声发射b值及破坏煤岩的损伤特性变化规律,为有效预测煤岩破坏提供有利的理论依据。研究表明:声发射现象能够较好地反映煤岩内部裂纹的扩展情况,围压对煤岩破坏具有一定的抑制作用。随围压增大,振铃计数率平静期越长;单轴、三轴状态下振铃计数率高频段发生时段不同。单轴状态下声发射定位点均匀分布于煤岩内部,三轴状态下则集中分布于破坏截面。随围压增大,峰前声发射b值波动现象增强,可利用b值变化预测煤岩破坏。基于累计振铃计数、结合煤岩破坏应力建立煤岩损伤破坏模型,结合声发射振铃计数率、时空分布、b值及损伤变量可对煤岩有效破坏的前兆应力点进行预测。研究成果将为煤岩破坏的微震监测分析奠定基础。 展开更多
关键词 岩石力学 煤岩 声发射特性 围压 声发射b值 损伤演化 四川白皎煤矿
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煤岩损伤研究的CT扫描技术发展现状及展望 被引量：11
9
作者 文虎 樊世星 +3 位作者 马砺 郭军 程小蛟 童校长 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期44-51,共8页
CT扫描技术因其无损伤、高分辨率、数字化等优点被广泛应用于煤岩损伤研究领域,为促进煤岩损伤理论研究的深入,从CT扫描技术着眼,基于前期文献调研,总结归纳了煤岩损伤领域该技术及装备的发展历程,回顾了利用CT扫描试验进行煤岩损伤表... CT扫描技术因其无损伤、高分辨率、数字化等优点被广泛应用于煤岩损伤研究领域,为促进煤岩损伤理论研究的深入,从CT扫描技术着眼,基于前期文献调研,总结归纳了煤岩损伤领域该技术及装备的发展历程,回顾了利用CT扫描试验进行煤岩损伤表征的研究进展,主要包括:煤岩损伤程度的CT图像和CT数表征,损伤变量的CT数定义,以及满足工程实践的煤岩损伤本构方程的构建。在此基础上,分析了当前技术条件下利用CT扫描技术进行煤岩损伤研究所遇到的问题,指出提高CT图像时空分辨率、改进图像处理软件、开发新型图像重构算法、研发与CT系统相适应的复杂应力加载系统,将会对煤岩损伤研究的发展起到更大的作用。 展开更多
关键词 计算机断层扫描 煤岩损伤 损伤变量 应力-应变 本构方程
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加载速度对煤岩损伤演化声发射特征的影响分析 被引量：9
10
作者 王晓 袁野 +2 位作者 孟凡宝 刘建康 王来河 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第3期179-181,186,共4页
借助细观颗粒流PFC2D软件平台建立煤岩单轴压缩模型,模拟了不同加载速度对煤岩损伤演化声发射特征的影响。分析结果表明:加载速度对煤岩损伤破裂声发射特征规律的影响不大,但伴随加载速度的增大,产生明显声发射的时间将提前;加载速率的... 借助细观颗粒流PFC2D软件平台建立煤岩单轴压缩模型,模拟了不同加载速度对煤岩损伤演化声发射特征的影响。分析结果表明:加载速度对煤岩损伤破裂声发射特征规律的影响不大,但伴随加载速度的增大,产生明显声发射的时间将提前;加载速率的提高对煤岩初始发射起裂应变没有影响,但使产生强烈声发射的应变范围增加;加载速度越大,煤岩破坏前积聚的变形能越多,煤岩破坏损伤程度越高,产生的声发射总数越多。 展开更多
关键词 煤岩损伤 单轴压缩 加载速度 损伤演化 声发射特征
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煤岩力电耦合模型及其参数计算 被引量：8
11
作者 聂百胜 何学秋 +2 位作者 王恩元 李钢 刘文波 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期505-508,共4页
电磁辐射技术已经在矿山煤岩动力灾害预报中得到了应用,根据煤岩强度的统计理论和损伤力学理论,建立了受载煤岩的力电耦合模型,推导得到了该模型中参数的确定方法,并结合实验结果对其中的参数进行了计算.结果表明:煤岩材料的破坏是内部... 电磁辐射技术已经在矿山煤岩动力灾害预报中得到了应用,根据煤岩强度的统计理论和损伤力学理论,建立了受载煤岩的力电耦合模型,推导得到了该模型中参数的确定方法,并结合实验结果对其中的参数进行了计算.结果表明:煤岩材料的破坏是内部代表性体元微损伤累积的结果,电磁辐射可以反映煤岩体的损伤程度,力电耦合模型能够较好地描述煤岩变形破裂过程的电磁辐射规律,参数的拟合相关系数较大说明该方法合理可行. 展开更多
关键词 煤岩 变形破坏 电磁辐射 损伤力学 力电耦合模型 参数计算
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基于CT扫描的煤岩细观损伤特性研究 被引量：7
12
作者 宫伟力 吴小东 +1 位作者 张自翔 赵海燕 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第9期117-125,共9页
为了研究煤岩在加载前后各扫描断面的图像分形维数以及孔隙度的变化规律,利用工业CT探测技术及三轴加载试验系统,在三轴条件下对初始煤岩及加载破坏后煤岩进行CT扫描观测,分析煤岩CT断面的密度分布图像以及荷载作用下煤岩的动态损伤过... 为了研究煤岩在加载前后各扫描断面的图像分形维数以及孔隙度的变化规律,利用工业CT探测技术及三轴加载试验系统,在三轴条件下对初始煤岩及加载破坏后煤岩进行CT扫描观测,分析煤岩CT断面的密度分布图像以及荷载作用下煤岩的动态损伤过程。研究结果表明:煤岩在不同断面破坏前后的分形维数与孔隙度的变化不同,在相同应力状态下,煤岩的不同层面有着不同的损伤扩展特性,在荷载作用下煤岩的损伤演化局部化和不均匀。通过分析煤岩的灰度概率密度曲线,得出曲线中出现多峰分布,反映出在煤体内存在多种损伤因素;曲线中存在单个突出的尖峰,反映出某种因素占主导地位。由试验结果及煤岩的动态损伤过程,并结合煤岩的变形损伤特征,选取合适的损伤参量建立了在荷载作用下煤样的损伤本构模型,证明理论曲线与试验曲线能够较好地吻合。 展开更多
关键词 三轴加载试验 工业CT 分形维数 煤岩损伤
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不同加载条件下的煤岩体压缩试验模拟研究 被引量：7
13
作者 李建乐 郑参 +2 位作者 颜港 王凯 谢友财 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第1期17-20,共4页
为研究不同加载条件下的煤岩破坏特征,采用离散元数值软件PFC建立了双轴压缩模型。选取颗粒间黏结颗粒模型,设定其接触关系,并利用伺服加载机制实现了不同围压下变速率双轴压缩数值模拟。对部分煤岩模拟试件破坏形态、微裂纹发育过程、... 为研究不同加载条件下的煤岩破坏特征,采用离散元数值软件PFC建立了双轴压缩模型。选取颗粒间黏结颗粒模型,设定其接触关系,并利用伺服加载机制实现了不同围压下变速率双轴压缩数值模拟。对部分煤岩模拟试件破坏形态、微裂纹发育过程、应力-应变曲线以及声发射事件数进行研究,分析了围压与加载速率对试件破坏特征的影响。研究结果表明:围压越大,试件的轴向应力峰值越大;加载速率对试件的轴向应力峰值影响较弱;压缩过程中岩石试件内裂纹扩展主要经历平稳发展-急剧增加-平稳发展3个阶段,煤岩体损伤程度越高,声发射事件数越多。 展开更多
关键词 颗粒流理论 双轴压缩 黏结颗粒模型 煤岩损伤 声发射
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煤岩组合体卸围压能量演化规律及耗散能损伤本构模型研究 被引量：6
14
作者 茹文凯 胡善超 +5 位作者 李地元 马金银 张晨曦 罗平框 弓昊 周奥辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3448-3458,共11页
煤炭资源开采过程中,半煤岩巷掘进和薄煤层回采都不可避免地会使煤岩组合系统发生自由面卸荷。自由面卸荷现象往往伴随着能量的快速积聚与释放,所以探究煤岩组合体试样卸围压条件下的能量演化规律十分必要。为此,针对煤岩组合体试样开... 煤炭资源开采过程中,半煤岩巷掘进和薄煤层回采都不可避免地会使煤岩组合系统发生自由面卸荷。自由面卸荷现象往往伴随着能量的快速积聚与释放,所以探究煤岩组合体试样卸围压条件下的能量演化规律十分必要。为此,针对煤岩组合体试样开展了不同卸荷速率的卸围压试验。结果表明:(1)轴向加载阶段和应力恒定阶段为组合体试样的主要储能阶段,失稳破坏阶段主要以能量的释放和耗散为主;(2)卸荷速率加快会导致试样峰值弹性能降低,0.03 MPa/s时峰值弹性能分别为0.06、0.09、0.12 MPa/s时的1.64、2.70、3.50倍;(3)卸荷速率加快会导致试样峰后耗散能的增加,0.03、0.06、0.09、0.12 MPa/s卸荷速率下,峰后耗散能量分别为峰值弹性能的28.17%、49.53%、69.55%、92.87%;(4)卸荷速率的增大会显著增强煤岩组合体试样的拉伸破坏趋势,导致断裂角增大、拉伸次生裂纹增多和破坏强度增强;(5)建立考虑初始损伤的耗散能本构模型,合理阐释了卸围压条件下煤岩组合体试样损伤演化全过程。该研究成果对于了解卸围压速率对煤岩组合体试样的能量演化特征具有重要意义。 展开更多
关键词 煤岩组合体 卸围压 能量 损伤 本构方程
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不同倾角煤岩组合煤柱破坏规律及稳定性控制研究
15
作者 姚士茂 《煤炭技术》 CAS 2025年第1期88-92,共5页
以神东某矿为研究背景,采用理论分析、模拟试验,模拟研究了不同倾角煤-岩组合体强度关系及损伤演化规律,研究了不同倾角组合煤岩体单轴压缩下力学特性及破坏特征,分析了组合体中煤-岩不同倾角交界面对其整体变形破坏的影响,提出了组合... 以神东某矿为研究背景,采用理论分析、模拟试验,模拟研究了不同倾角煤-岩组合体强度关系及损伤演化规律,研究了不同倾角组合煤岩体单轴压缩下力学特性及破坏特征,分析了组合体中煤-岩不同倾角交界面对其整体变形破坏的影响,提出了组合体煤柱锚喷锚杆强化支护技术。结果表明:随着煤岩组合体倾角增加,峰值强度降低,应力-应变曲线线性行为发生时间变短。煤岩组合体产生滑移破坏分界为30°~40°;倾角越小,煤岩组合体加载过程中越难产生损伤,且产生损伤过程应变越大;反之,倾角越大,越容易发生损伤。倾角较小时,煤岩组合体受力过程中不易变形,且需要很大的加载力才能使煤岩组合体产生损伤破坏。所提组合体煤柱锚喷锚杆强化支护效果显著大于普通支护效果。通过对煤岩组合体损伤演化进行分析,可为现场监测及煤岩体失稳破坏前兆提供判据。 展开更多
关键词 煤岩组合体 失稳破坏 力学特性 损伤演化
煤岩组合体变形破裂声发射特征及损伤演化规律研究 被引量：5
16
作者 秦涛 任凯 《煤炭工程》 北大核心 2023年第1期118-123,共6页
为研究煤岩组合体变形破裂过程中煤厚对其声发射特征和峰前损伤特性的影响,对煤厚分别为20mm、33.33mm和60mm的三种煤岩组合体进行室内单轴压缩声发射试验。研究表明:随着煤厚的增加,煤岩组合体的单轴抗压强度和声发射峰值计数均下降,... 为研究煤岩组合体变形破裂过程中煤厚对其声发射特征和峰前损伤特性的影响,对煤厚分别为20mm、33.33mm和60mm的三种煤岩组合体进行室内单轴压缩声发射试验。研究表明:随着煤厚的增加,煤岩组合体的单轴抗压强度和声发射峰值计数均下降,且煤厚与声发射峰值计数满足指数函数关系;组合体的破坏持续时间随煤厚的增加而变长;声发射累计数的变化情况可分为缓慢增长阶段、快速增长阶段和声发射峰值及破坏后阶段,前两个阶段,累计数增长的速度与煤厚呈正相关,最后一个阶段,呈负相关。组合体峰前损伤演化可分为初始损伤、损伤稳定发展和损伤突增不稳定发展三个阶段;损伤变量与应变满足幂指数函数关系,且随着煤厚的增加,组合体D=1时对应的峰值应变也增加。 展开更多
关键词 煤岩组合体 声发射计数 声发射累计数 损伤变量
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不同岩性煤岩体声发射特征参数及破坏前兆信息研究 被引量：6
17
作者 李杨 袁安营 《煤炭工程》 北大核心 2018年第12期86-89,共4页
针对煤矿工程现场中动力灾害频发,灾害前兆信息难以预测的难题,通过室内试验,开展了不同岩性煤岩体材料声发射特征参数及破坏前兆信息的研究,揭示了不同岩性煤岩体破坏特征及声发射特征,并获得了其破坏前兆信息。结果表明:不同岩性煤岩... 针对煤矿工程现场中动力灾害频发,灾害前兆信息难以预测的难题,通过室内试验,开展了不同岩性煤岩体材料声发射特征参数及破坏前兆信息的研究,揭示了不同岩性煤岩体破坏特征及声发射特征,并获得了其破坏前兆信息。结果表明:不同岩性煤岩体材料宏观破坏特征基本相似,但其破坏阶段、破坏过程和破坏特征呈现一定的差异;不同岩性煤岩体的声发射特征值大小不同,但演化规律整体上呈现一致性,具体表现为:压密阶段声发射呈"稳定增高"状态,弹性阶段声发射呈"稳定沉默"状态,弹塑性阶段声发射呈"急剧变化"状态;在弹塑性阶段,当达到应力峰值的过程中出现短暂的"声发射平静期",这显然与临界慢化理论相吻合,故将其定义为致灾"前兆信息点"。 展开更多
关键词 煤岩体 破坏特征 声发射参数 前兆信息
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采动煤岩体瓦斯渗流-应力-损伤耦合模型 被引量：6
18
作者 刘黎 李树刚 徐刚 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第4期15-19,共5页
基于摩尔-库伦屈服准则构建了煤岩体弹塑性损伤本构模型,以损伤变量为过渡变量构建了采动条件下煤岩体渗透率-损伤演化方程,运用采动岩体力学、渗流力学、损伤力学等理论建立了采动煤岩体瓦斯渗流-应力-损伤耦合模型,采用FLAC3D软件设... 基于摩尔-库伦屈服准则构建了煤岩体弹塑性损伤本构模型,以损伤变量为过渡变量构建了采动条件下煤岩体渗透率-损伤演化方程,运用采动岩体力学、渗流力学、损伤力学等理论建立了采动煤岩体瓦斯渗流-应力-损伤耦合模型,采用FLAC3D软件设计出采动煤岩体瓦斯渗流-应力-损伤耦合计算程序,将所建立的采动煤岩体瓦斯渗流-应力-损伤耦合模型对顾桥煤矿远距离保护层开采下的瓦斯渗流规律进行了数值模拟研究。结果表明,受采动影响被保护层透气性系数为原始透气性系数的1 760倍,瓦斯压力由原来的2.8 MPa降低到0.6 MPa,消除了被保护层的煤与瓦斯突出危险性。 展开更多
关键词 采动煤岩体 瓦斯渗流 损伤 保护层 透气性系数 瓦斯压力
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考虑孔隙瓦斯劣化作用的煤岩损伤本构模型 被引量：5
19
作者 翟盛锐 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 2014年第2期16-21,共6页
矿井瓦斯是煤岩体赋存环境因素之一,同时也是影响煤岩力学性质的主要因素,研究基于煤岩损伤统计特征及Drucker-Prager破坏准则,分析得出了煤岩单轴压缩载荷作用下损伤演化本构模型,基于煤岩弹性波速相关理论建立了孔隙瓦斯对煤岩力学性... 矿井瓦斯是煤岩体赋存环境因素之一,同时也是影响煤岩力学性质的主要因素,研究基于煤岩损伤统计特征及Drucker-Prager破坏准则,分析得出了煤岩单轴压缩载荷作用下损伤演化本构模型,基于煤岩弹性波速相关理论建立了孔隙瓦斯对煤岩力学性能劣化损伤力学模型,并在此基础上得出了考虑孔隙瓦斯劣化作用的煤岩损伤本构模型;以原煤及型煤试样为研究对象,开展了不同孔隙瓦斯压力条件下煤岩单轴压缩破坏实验,基于实验研究结果对模型进行了验证。研究结果表明所建立的模型可以很好的反映孔隙瓦斯作用下煤岩单轴压缩载荷条件下的应力-应变关系。 展开更多
关键词 孔隙瓦斯 劣化作用 煤岩损伤 本构模型
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基于颗粒离散元模型的煤岩组合体损伤演化规律研究 被引量：5
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作者 何涛 王丽 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第7期205-208,共4页
基于颗粒离散元程序建立了"岩体-煤体-岩体"平行黏结数值模型,通过改变中间煤体部分的厚度,探讨了不同煤体厚度对组合体力学特性和破坏特征的影响,并从损伤裂纹扩展演化的过程和不同介质相互作用的力学角度2方面进一步分析了... 基于颗粒离散元程序建立了"岩体-煤体-岩体"平行黏结数值模型,通过改变中间煤体部分的厚度,探讨了不同煤体厚度对组合体力学特性和破坏特征的影响,并从损伤裂纹扩展演化的过程和不同介质相互作用的力学角度2方面进一步分析了组合体变形破坏过程的一般规律。研究结果表明:煤岩组合体的破坏主要集中于中间煤体部分,尤其煤岩交界面处的破坏最为剧烈;煤岩组合体的破坏以45°~60°角的剪切破坏为主,并且随着中间煤体厚度的减小,组合体的单轴抗压强度和弹性模量呈逐渐增大的趋势;煤岩组合体的变形破坏过程可分为整体线性变形、煤体非线性变形、煤体峰值破坏及煤岩整体失稳破坏4个阶段。 展开更多
关键词 煤岩组合体 力学特性 破坏形态 颗粒流 损伤演化
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