冲击载荷作用下含节理煤体动态响应特征研究
刘建峰
华阳新材料科技集团有限公司,山西 阳泉 045000;山西省煤矿瓦斯灾害差异化防控技术创新中心,山西 阳泉 045000
摘要：基于相似定理确定相似煤体材料配比并浇筑制备单层薄板煤体,采用云石胶黏结的方式制备含 3 个节理结构的多层组合煤体模型,采用自研真三轴落锤冲击试验装置,通过落锤冲击试验,发现节理煤体产生环状、径向裂隙,产生花瓣状碎块.为明确煤体破坏特征形成机制,在组合煤体表面布设多个应变片,监测煤体表面各个方向测点的应变响应特性,发现冲击过程中煤体首层平面的径向位置先产生压缩应变后产生拉伸应变,环向位置先产生拉伸应变后产生压缩应变;煤体的侧面冲击轴向位置主要产生压缩应变,侧面冲击径向位置主要产生拉伸应变.为进一步明确落锤冲击过程中含节理多层煤体内部的响应特征,采用国产离散元软件Mat-dem构建了落锤冲击离散元模型,该计算模型完整地再现了落锤冲击形成的球面波在含节理多层组合煤体内的传播过程,并提取了煤体内部正应力 的变化规律.结合应力波传播机制,明σz确了在落锤冲击破坏多层煤体的整个过程中,卸载形成的弹性卸载波对落锤加载过程中形成的前置塑性加载波的追赶卸载过程,导致组合煤体产生环状裂隙,进而导致环状裂隙与径向裂隙相交形成花瓣状碎块的破坏特征以及破碎煤体块度演化特征.
关键词：多层组合煤体模型冲击载荷含节理煤体环状裂隙应变响应特性应力波传播机制破坏特征
分类号：TD324+.1(矿山压力与支护)
论文发表日期：2025-08-20
在线出版日期：2025-08-18（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 95-108 )
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