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摘要
中低应变率扰动荷载诱发的张拉破坏失稳是引起深部煤炭资源和遗留煤炭资源开采动力灾害事故发生的主要原因之一，分析动力扰动作用下煤岩的拉伸力学响应特征对灾害的预测与防治具有重要意义。对此，开展中低应变率扰动荷载作用下的砂岩巴西劈裂试验，分析不同预静载水平和扰动荷载幅值对砂岩动态拉伸力学响应特征的影响。结果表明：扰动荷载导致的损伤程度与预静载水平正相关，预静载由7 kN增大为20 kN,AE能量水平增大约11倍，宏观上表现为抗拉强度的降低，预静载为11和16 kN的扰动损伤砂岩的抗拉强度分别为12.4和11.5MPa，分别降低5.6%和12.7%；验证扰动荷载应力门槛值的存在，高应力状态砂岩在小幅动力扰动荷载作用过程中并不会发生破坏，拉应变呈对数型缓增；高应力状态砂岩在越过应力门槛值的扰动荷载作用过程中发生破坏，破坏前扰动荷载作用周期数随着扰动荷载幅值增加指数型递减；预静载和动载幅值的增加均促进岩样中心主张拉裂纹附近次级张拉裂纹扩展。岩样动态拉伸破坏前的应变突增前兆可以为动力灾害预警提供参考。
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单位山西焦煤集团有限责任公司; 太原理工大学
