煤体损伤破坏的声发射响应及分形时变特征
任晓伟1
王晓开1
齐龙辉1
姬苑1
张超超1
刘国忠2
1.陕西陕煤曹家滩矿业有限公司,陕西榆林 7190002.中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400037
摘要：针对煤体损伤破坏演化过程中声发射信号离散性强、特征参数关联性不足导致难以可靠、全面反映煤体损伤破坏特征的问题,通过开展单轴压缩加载实验,分析了煤体损伤破坏的声发射响应特征,并基于分形理论计算声发射信号的信息维数,分析了煤体损伤破坏的分形时变特征.结果表明:①煤体声发射能量在压实、线弹性、弹塑性、失稳破坏及残余强度5个阶段呈现显著的阶段性特征,其中失稳破坏阶段的声发射能量突增可作为煤体宏观破裂的前兆信号;该前兆信号受煤体初始损伤程度的影响,即煤体完整性越好,煤体损伤破坏过程中前兆信号越明显.②煤体在加载过程中表现出良好的分形特征,信息维数随声发射信号阈值的增大呈递减趋势;加载初期因微裂纹闭合导致信息维数增大,弹塑性阶段裂纹扩展使信息维数快速减小,失稳破坏阶段宏观破裂引发信息维数再次增大,其中信息维数快速减小阶段对应煤体内部裂纹扩展贯通的临界状态,可作为煤体宏观破坏的有效预测指标.研究结果为煤体损伤破坏前兆识别及破坏机理分析提供了理论依据.
关键词：煤体损伤破坏声发射单轴压缩分形信息维数
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：重庆市自然科学基金面上项目(CSTB2023NSCQ-MSX0735)
论文发表日期：2025-03-31
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 165-171 )
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