循环荷载作用下煤变形与能量演化规律试验研究

作者：许江; 李波波; 周婷; 刘东; 曹偈; 叶桂兵

来源：岩石力学与工程学报, 2014, S2: 3563-3572.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2014.s2.021

• 岩石力学
• 循环荷载
• 温度
• 变形
• 能量

利用自主研发的含瓦斯煤岩热流固耦合三轴伺服渗流装置,以型煤试件为研究对象,进行不同温度条件下循环荷载试验研究,研究循环荷载作用下煤变形与能量演化规律。研究结果表明:(1)轴向吸收能U1随轴向应力增加逐渐增大,主要转化为弹性应变能Ue1释放和径向回弹变形做负功消耗能U3,以及用于卸载阶段塑性变形及新生裂纹耗散能Ud,同时围压产生的径向弹性应变能Ue3补充进来。(2)加载段吸收能U为正,煤从外载荷吸收能量,随着循环次数的增加而逐渐减小,经历第1次循环到第2次循环突降的阶段后逐渐趋于稳定。在同一循环周期下,加载段吸收能随温度的升高逐渐减小,70℃下最稳定。(3)轴向耗散能Ud1、径向耗散能Ud3的绝对值、耗散能Ud均随着循环次数的增大而减小,并逐渐趋于稳定值。(4)加卸载耗散能Ud、可释放的弹性应变能Ue的绝对值转化速率均随温度的升高而减小,而加载段3做负功消耗能U3的转化速率变化不大,三者随循环次数的增大有减小趋势,且Ue释放速率的绝对值比Ud耗散速率、U3消散速率的绝对值均快。

• 单位
  重庆大学; 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室