科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
为研究层理和预制裂纹方向对煤断裂力学性质的耦合影响规律，对半圆(SCB)切槽煤样开展准静态加载试验，并对试样变形破坏过程中的声发射进行监测。将煤视为横观各向同性体，采用有限元软件标定了试样的形状因子，获取了更符合实际情况的断裂韧度。结果表明：不同层理和预制裂纹方向组合试样的加载曲线和断裂载荷差异显著。试样的断裂模式和断裂韧度受层理与预制裂纹方向共同影响。断裂韧度随层理与加载方向夹角变小而降低，而倾斜预制裂纹会进一步削弱试样抵抗裂纹扩展的能力。拉伸破坏主导了预制裂纹的起裂扩展过程，试样的扩展路径表现出显著的各向异性特征。根据最终裂纹形态，可将试样的宏观破坏模式分为4类。加载过程中试样产生的声发射与载荷–时间曲线相对应，由于发生破坏的结构不同，起裂后的撞击数随层理和预制裂纹方向改变发生明显变化。外载作用下，试样内部不断产生拉伸和剪切微裂纹而发生损伤，其损伤演化过程与层理和预制裂纹方向紧密相关。在不同加载水平区间内，拉伸微裂纹占据主导地位，剪切微裂纹占比相对较低；随着加载水平增加，微裂纹持续发育扩展，试样损伤不断累计，最终发生起裂破坏。
- 单位
