真三轴路径下含瓦斯复合煤岩体渗流及力学破坏特性
王凯1
郭阳阳1
王刚2
杜锋1
1.中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室,北京 100083;中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,北京1000832.山东科技大学矿山灾害预防控制-省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛 266590;山东科技大学安全与环境工程学院,山东青岛 266590
摘要：深部开采扰动下"煤体-岩体"复合系统发生整体破坏失稳是导致煤岩瓦斯复合动力灾害发生的主要原因之一.为了研究煤岩瓦斯复合动力灾害发生机理,采用真三轴气固耦合煤岩渗流试验系统,以人工压制具有过渡界面的复合煤岩体试件为研究对象,进行了 5种不同真三轴应力路径下含瓦斯复合煤岩体渗流特性及力学破坏特征试验研究.结果表明,真三轴路径下含瓦斯复合煤岩体强度符合Mogi-Coulomb准则,相比于其他试验路径,真三轴加载路径下试件强度最大,复合加卸载路径下试件强度次之,σ2、σ3发生转换时,试件强度显著降低;试件破坏时,真三轴复合加卸载路径下试件渗透率增长倍数最多,真三轴卸载路径次之,真三轴加载路径下试件渗透率增加倍数最少,σ2、σ3发生转换时试件渗透率显著增大;此外,复合煤岩体试件破坏特征具有规律性,真三轴加载路径下,σ1-σ2平面煤体中出现剪切裂纹,并在煤岩交界面处交汇,真三轴卸载和复合加卸载路径下,σ1-σ2平面上裂纹从煤体到岩体出现了跨界面扩展的现象,煤体中依然出现剪切裂纹,但是裂纹在煤岩交界面处交汇之后转变为拉伸裂纹延伸至岩体中,岩体出现劈裂破坏;当σ2、σ3发生交汇、转换,σ 2小于σ3时,试件的2个侧面(σ1-σ2平面和σ1-σ3平面)均发生破坏,试件损伤状态相对复杂.
关键词：渗流特性复合煤岩体真三轴破坏机理裂纹扩展复合动力灾害
分类号：TD713(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52130409)国家自然科学基金(52121003)国家自然科学基金(52004291)
论文发表日期：2023-01-28
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：12( 226-237 )
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