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压力水浸泡下煤岩抗拉特性试验研究 被引量：3
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作者 尹大伟 丁屹松 +3 位作者 汪锋 江宁 谭毅 李宗蓄 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期3178-3191,共14页
基于自主研发的煤岩压力水浸泡试验装置,结合扫描电子显微镜和XTDIC三维全场应变测量系统,开展干燥及0,3和5 MPa压力水浸泡下(浸泡时长为10 d)4组煤样的巴西劈裂试验,研究压力水浸泡下煤岩抗拉特性。结果表明:随着浸水压力增大,煤样单... 基于自主研发的煤岩压力水浸泡试验装置,结合扫描电子显微镜和XTDIC三维全场应变测量系统,开展干燥及0,3和5 MPa压力水浸泡下(浸泡时长为10 d)4组煤样的巴西劈裂试验,研究压力水浸泡下煤岩抗拉特性。结果表明:随着浸水压力增大,煤样单轴抗拉强度和峰后轴向应力递减率均逐渐降低,同时煤样塑性破坏增强。加载初期,煤样最大主应变场分布几乎无规律可循,随着浸水压力增大,煤样应变等势线逐渐密集;煤样首先在原生宏观裂纹处产生应力集中,形成变形局部化带,随着轴向应力加载至应力峰值,煤样中部生成宏观主控裂纹,应变等势线梯度增大,并逐渐向主控宏观拉伸裂纹变形局部化带区域收缩靠拢;同时,煤样变形局部化带位移错动量演化与局部化带发育、扩展与贯通有关,应力峰值处变形局部化带位移错动量随着浸水压力增大而增大。浸水压力的增大加剧水-煤岩作用,破坏煤样初始储能结构,其峰前能量储存能力逐渐减小,对应至试验机加载到煤样上的机械能呈递减趋势,与干燥煤样相比,0,3和5MPa压力水浸泡下平均机械能分别减小了29.93%,44.90%和57.14%。随着浸水压力增大,煤样破裂断口形貌由相对平整向“蜂窝”状转变,测得其平均孔隙率、孔隙最大面积和概率熵逐渐增大,说明煤样内部损伤加剧,进而导致其单轴抗拉强度减小,抗拉特性劣化效应增强。上述研究成果对煤矿防隔水煤(岩)柱合理留设及其稳定性保障等具有重要的意义。 展开更多
关键词 岩石力学 水-煤岩作用 抗拉特性 变形局部化带 应变等势线 概率熵
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