冲击倾向性对煤体动态断裂行为的影响研究

作者：李果; 张传玖; 杨永亮

来源：煤矿安全, 2023, 54(12): 88-96.

DOI：10.13347/j.cnki.mkaq.2023.12.013

• 冲击倾向性
• 煤体
• 剩余弹性能指数
• 冲击载荷
• 断裂韧度

为了探明冲击倾向性对煤体动态断裂特性的影响，对3类煤体进行了变上限循环加卸载试验及动静态I型动态断裂试验。结果表明：3类煤体变应力上限循环加卸载过程中的应变能Uen与输入能Uinn之间存在近似线性函数关系，其统一表达公式为Uen=1.032Uinn-5.536；同时测定以上3类煤体剩余弹性能指数CEF分别为25.35、30.34、33.26 kJ/m3；通过单边缺口梁三点弯曲试验测得的以上3类煤体静态I型断裂韧度值KIC值分别为0.249、0.291、0.347 MPa·m1/2，同时测得的冲击载荷作用下动态KIC分别为0.344、0.416、0.527 MPa·m1/2，随着CEF的增加，煤体动态KIC增长倍数逐渐增大，表明煤体冲击倾向性将直接影响其动态断裂力学响应，煤体冲击倾向性越大，其动态断裂参数提高越多；此外，随着煤体冲击倾向程度的增加，动载荷作用后煤体破碎分形维数随之增大，表明煤体受冲击后断裂崩解的更加复杂破碎，动态断裂响应变得更加显著。