煤体张开型裂隙演化规律及失稳前兆试验
王磊1
刘化强1
李少波1
张宇1
刘怀谦2
陈礼鹏1
王安铖1
1.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南 2320012.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南 232001;中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083
摘要：为探究不同裂隙分布特征参数煤体失稳前兆信息,基于MTS816试验系统开展单轴加载试验,分析了煤体力学特征及裂隙演化规律,推导出起裂角精确表达式,建立了弯折裂纹力学模型.结果表明:随裂纹方位角减小,煤体劣化程度增加,但均低于完整试件,裂隙长度同试件强度呈负相关性;剪切互锁效应使含裂隙煤体应力-应变曲线表现为双驼峰形态,互锁强度同方位角呈负相关性,但与长度无明显关联;裂隙分布特征参数对初始应变场形成局部高应变区具有显著引领作用,方位角于0°～90°之间时,应变集中、弥散与裂隙扩展的空间演绎形式高度统一;定义了端部动态剪切因子(τ0)并求得其表达式,完善了 Ⅱ型SIF(应力强度因子)并推导出精确起裂角表达式,得出起裂角同方位角呈负相关性;比较剪切互锁前后扰动系数ε(KⅡ/KⅠ)可知,剪切互锁效应可通过抑制裂纹端部的翼状Ⅰ型扩展从而发生Ⅱ型破坏,且抑制效果与方位角呈负相关性;相较于表面应变监测,互锁强度变化特征可对煤体在不同裂隙分布特征参数下的骤然破坏提供更加积极的前兆信息.
关键词：非闭合裂纹DIC监测剪切互锁强度端部动态剪切因子等效裂纹模型
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：安徽高校协同创新项目(GXXT-2020-055)安徽省科技重大专项项目(202203a07020010)安徽理工大学校级一般项目(xjyb2020-01)安徽理工大学研究生创新基金项目(2022CX2033)国家重点实验室开放基金(SKLMRDPC22KF10)
论文发表日期：2024-03-30
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：14( 250-263 )
英文信息