摘要
为研究复杂地况下含特征层理煤岩的动态力学行为,采用Φ50 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,对含层理 (0°、30°、45°、60°、90°)煤岩进行动态三轴循环冲击试验研究,并结合3D轮廓扫描仪量化其断裂界面,分析层理效应和围压效应对煤岩动态力学特性及其损伤破坏规律的影响。研究表明:围压的施加使煤岩应力应变曲线出现弹性回效现象;抗压强度和失效应变较无围压状态增加3.9~4.2和2.59~3.05倍。随着层理角度的增加,煤岩的动态抗压强度、弹性模量和能量透射率呈现先减后增的U型分布,在45°达到最小;能量吸收率、断面粗糙度呈现先增后减的∩型分布,损伤变量呈现N型分布,在45°达到最大;煤岩的损伤破坏特征随层理角度可概括为张拉破坏(0°)-剪切破坏(30°、45°、60°)-劈裂破坏(90°)的演变过程,相关研究所得特征规律可为实际工况复杂环境下煤层气资源安全高效开采提供基础理论支持。
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