液氮循环冷冲击作用下煤体受拉破坏特征
陈爱坤
翟成
丛钰洲
孙勇
郑仰峰
中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 221116;中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心,江苏徐州 221116
摘要：为了研究液氮循环冷冲击作用后煤体受拉破坏特征,分别针对0,2,4,6,8,10次液氮冷冲击煤样开展超声测试与巴西劈裂试验,对煤样的纵波波速、抗拉强度、破坏形态、裂隙密度、分形维数等相关物理参数进行分析,同时研究了液氮冷冲击次数对煤样受拉破坏应力场和声发射时域参数特征的影响.研究结果表明:随着冷冲击次数的增加,煤样的纵波波速及抗拉强度逐渐降低,经10次冷冲击后分别降为初始值的37％和30.72％;冷冲击后煤样出现分次破坏且呈现出较明显的屈服阶段.随着冷冲击次数的增加,煤样表面最大应变值逐渐增大,破坏形态从"直线型"逐渐向"网络型"演化,裂隙密度从32.11 m-1逐渐增大至经10次冷冲击后的113.75 m-1,同时分形维数从1.15增大至1.49.液氮冷冲击后煤样缓增期内振铃计数出现突变点,且突变点数量随冷冲击次数的增加先升高后降低,第6次冷冲击时达到最大值,之后振铃计数峰值逐渐降低.冷冲击后煤样累计能量曲线呈现阶跃式增长,累计能量峰值随冷冲击次数的增加先升高后降低.弱结构区的存在可能是煤样产生分次破坏、破坏形态向网络型演化以及振铃计数出现突变点的根本原因.
关键词：煤体液氮循环冷冲击受拉破坏声发射数字图像相关
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51925404)国家自然科学基金(51774278)中国矿业大学未来杰出人才助力计划(2022WLJCRCZL17)江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX22_2662)
论文发表日期：2023-03-30
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( 342-353 )
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