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摘要
为探究不同初始瓦斯压力下煤体循环冲击动力学特性及裂隙扩展规律，利用含瓦斯煤岩动静组合加载试验系统，对煤体开展不同初始瓦斯压力下循环冲击试验，获取含瓦斯煤在循环冲击载荷下的动态应力–应变曲线，分析循环冲击作用下煤体动力学参数与初始瓦斯压力的关系，并结合CT扫描技术对含瓦斯煤循环冲击前后裂隙扩展过程实现三维可视化与精细化定量表征。研究结果表明：(1)循环冲击载荷下含瓦斯煤动态应力–应变曲线基本相似，分为线弹性阶段、塑性阶段和卸载阶段3个阶段，冲击荷载下的煤体动力学参数随初始瓦斯压力增加均呈下降趋势，且初始瓦斯压力越大，瓦斯弱化侵蚀作用越强；(2)基于CT扫描提取的煤样破坏切片与重构的三维裂隙结果表明，冲击煤体中存在贯穿截面的环形平行裂纹和轴向劈裂贯通裂纹；通过含瓦斯煤二维、三维裂隙特征参数可以有效定量表征裂隙扩展过程，其表征参数均与初始瓦斯压力成正比；高瓦斯压力环境下煤体内部裂隙网络更加复杂，连通度更高，更易发生失稳破坏；(3)基于理论分析从瓦斯侵蚀作用和煤体内应力波传播角度揭示了煤体强度损伤劣化的原因，并结合瓦斯和动荷载对煤体产生的损伤效应，探讨了瓦斯作用下循环冲击煤体发生层裂破坏的原因。研究成果有助于丰富含瓦斯煤动力学理论，对矿井煤与瓦斯突出灾害的防治和预警具有一定的理论参考意义。
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