三轴卸荷条件下煤体力学特性和能量耗散演化

作者：鲁细根; 纪洪广^*; 余小妹; 蒋华; 高宇; 吴浩源

来源：哈尔滨工业大学学报, 2022, 54(02): 90-98.

• 三轴循环荷载
• 卸围压
• 能量耗散
• 声发射
• 破坏特征

孤岛工作面煤体和巷道受周边开采扰动影响，煤体受循环荷载作用存在卸荷力学行为而表现出动态破坏特性。为探讨不同路径下煤体力学特性，利用TAW-2000三轴电液伺服刚性试验机分别进行常规三轴(T)、三轴循环荷载(TC)以及相应卸围压试验(TU、TCU),分析不同围压下煤体卸围压强度、变形、声发射事件以及能量耗散演化特征，开展扰动区域煤体卸荷特性研究。结果表明：三轴循环荷载卸围压(TCU)下拟合回归强度低于常规三轴卸围压(TU)下拟合回归强度，高于三轴循环荷载(TC)下拟合回归强度；卸围压(TU、TCU)应力路径下声发射峰值滞后应力峰值，AE振铃计数在煤样破坏点突增，高于常规三轴(T、TC)数值；循环过程(TC、TCU)中应力水平达到峰值强度的70%时，Kaiser效应逐渐消失，Felicity效应出现；循环加卸载(TC)试验中，相对应力水平达到60%,煤样损伤加剧，弹性应变能占比逐渐减小；围压越大，煤样破坏时冲击能指数越小，三轴循环荷载(TC)冲击能指数<常规三轴(T)冲击能指数<三轴循环荷载卸围压(TCU)冲击能指数<常规三轴卸围压(TU)冲击能指数；围压对煤样有横向束缚作用，减弱冲击能释放速率，降低煤样破碎程度。

• 单位
  北京科技大学; 南昌工学院