循环载荷作用下组合煤岩体疲劳及损伤特性试验研究
马智勇1
马智会2
潘荣锟3
陈刚4
1.四川轻化工大学 化学与环境工程学院,四川 自贡 643002;四川吉众矿安工程科技有限公司,四川 自贡 6430002.四川轻化工大学 化学与环境工程学院,四川 自贡 643002;河南理工大学 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室,河南 焦作 454000;义马煤业集团股份有限公司,河南 三门峡 4723003.河南理工大学 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室,河南 焦作 4540004.义马煤业集团股份有限公司,河南 三门峡 472300
摘要：为探究循环载荷作用下组合煤岩体疲劳及损伤特性,基于RMT-150C试验系统,开展高静应力与小幅循环载荷组合作用下的疲劳破坏试验,研究不同应力幅值下岩-煤-岩组合煤岩体试样的疲劳及损伤特性,以及疲劳强度、滞回环特征、轴向应变、不可逆变形分别随循环次数的变化规律,揭示组合煤岩体疲劳损伤规律,分析疲劳破坏的主控因素.结果表明:组合煤岩体疲劳破坏受到静态加载作用下应力-应变的严格控制,疲劳破坏所需变形量应与上限应力对应的单轴压缩下应力-应变曲线峰后部分的变形量大致相当;组合煤岩体疲劳寿命随循环次数增加呈幂函数衰减,组合煤岩体疲劳上限应力比的门槛值约为 0.8,应力门槛值约为 22.5 MPa.疲劳试验过程中组合煤岩体的轴向应变、轴向不可逆应变及损伤度与随循环次数的变化规律基本相似,具体表现为:对于循环过程中未破坏的试样,存在初始加速及中后期等速 2 个阶段,而对于循环过程中破坏的试样,存在初始加速、中期等速及后期加速 3 个阶段;扰动幅值对组合煤岩体疲劳力学特性影响较大,增大扰动幅值会显著提高轴向应变、轴向不可逆应变及损伤度在中期等速阶段的增长速率,加快煤岩体损伤、劣化,大大缩短其疲劳寿命.
关键词：煤岩动力灾害冲击地压循环载荷组合煤岩体疲劳破坏损伤特性
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52174169)河南省杰出青年基金资助项目(232300421015)河南省博士后科研基金资助项目(HN2023172)河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室开放基金资助项目(WS2023B03)
论文发表日期：2026-01-20
在线出版日期：2026-02-02（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 98-109 )
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