碳纤维布层数对煤圆柱力学特性影响的细观研究
李庆文1
曾杏钢2
张向东3
禹萌萌2
刘艺伟2
曹行4
1.辽宁工业大学土木建筑工程学院,辽宁锦州 121001;辽宁工程技术大学土木工程学院,辽宁阜新 1230002.辽宁工业大学土木建筑工程学院,辽宁锦州 1210013.辽宁工程技术大学土木工程学院,辽宁阜新 1230004.辽宁工业大学土木建筑工程学院,辽宁锦州 121001;重庆交通大学土木工程学院,重庆 400074
摘要：为探究碳纤维布(CFRP)层数对煤圆柱力学特性的影响.利用三维的FLAC-PFC耦合方法,建立CFRP被动约束煤圆柱的连续-非连续耦合模型,基于已有 0～2层CFRP被动约束煤圆柱试验数据验证了细观模型的有效性,并在此基础上开展 3～7层CFRP布对煤圆柱力学特性及能量演化的影响研究.结果表明:煤圆柱的屈服点与峰值点随CFRP层数增加而渐进重合,呈现毫无征兆的屈服即破坏状态;随着CFRP层数增加,煤圆柱峰值强度增幅呈现先增大后减小,得到了表征不同层数下CFRP约束煤样峰值强度增幅演化规律的函数,峰值应变增幅呈现先增加后减小,而后再增加又减小的规律;弹性应变能恒定时,煤圆柱轴向应变与CFRP层数无相关性,但其峰值应变与极限应变均随CFRP层数增加而增大;峰值点耗散能转化率随CFRP层数增加呈现先增大而后减小规律,建立了表征不同层数下CFRP约束煤圆柱耗散能转化率演化规律的函数;从应力?应变曲线延性特征、峰值强度增幅、峰值应变增幅、耗散能转化率及总能量增幅等 5方面综合考虑,兼顾经济成本与缠绕水平原则,确定3层为CFRP约束煤圆柱的最优缠绕层数.
关键词：煤圆柱碳纤维布层数被动约束PFC-FLAC耦合方法力学特性
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51774166)辽宁省自然科学基金面上资助项目(2023-MS-298)辽宁省博士科研启动基金资助项目(2019-BS-120)
论文发表日期：2023-08-25
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：13( 73-85 )
英文信息