含瓦斯原煤三轴压缩变形时的能量演化分析
滕腾
高峰
张志镇
高亚楠
1.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 力学与建筑工程学院,江苏徐州,2211162.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 力学与建筑工程学院,江苏徐州,2211163.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 力学与建筑工程学院,江苏徐州,2211164.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 力学与建筑工程学院,江苏徐州,221116
摘要：为了探究含瓦斯煤变形破坏过程中的能量演化规律,理论推导了恒定围压下含瓦斯煤样压缩变形时的能量计算公式.针对平顶山矿区八矿己15-14120工作面瓦斯突出煤体进行了4组不同瓦斯压力下的压缩破坏试验,得到了能量输入密度、弹性能密度和耗散能密度的演化规律.结果表明:1)含瓦斯煤三轴压缩变形破坏过程中,轴压方向能量吸收,围压方向能量释放,瓦斯压力做功与体应变有关.2)煤样达到峰值之前,能量输入密度、弹性能储存密度、能量耗散密度都随着轴向应力的增大而增大,吸收能密度最快,弹性能密度次之,耗散能密度增加缓慢;峰值过后,能量输入密度继续上升,弹性能密度下降,耗散能密度激增.3)基于声发射的能量释放规律与应力-应变曲线有很好的对应,瓦斯压力越大,相对于轴向应变的能量耗散来期越早,同时耗散速率也越快.4)随着瓦斯压力的提高,煤体变形声发射信号初始点、体积膨胀点、峰值应力点处的吸收能密度、弹性能密度降低,耗散能密度增大.
关键词：原煤瓦斯压力能量演化三轴压缩声发射
分类号：TU45(土力学、地基基础工程)
资助基金：国家重点基础研究发展计划（973计划）(973;2011CB201205)国家自然科学基金(51404250)江苏省自然科学基金(BK20140189)江苏省普通高等学校研究生科研创新计划(KYLX15_1409)
论文发表日期：2016-01-01
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）
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