含卸压孔煤岩蠕变特性及非线性本构模型
田光辉1
张黎祎1
张清照2
刘伟建1
张志增3
1.中原工学院 智能建造与建筑工程学院,河南 郑州 4500072.同济大学 地下建筑与工程系,上海 200092;同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 2000923.华北水利水电大学 地球科学与工程学院,河南 郑州 450045
摘要：目的 为研究卸压孔对卸压巷道长期稳定性的影响,开展不同卸压孔孔径煤岩分级加载蠕变试验研究.方法 首先,对比分析不同卸压孔孔径下的煤岩蠕变特性及长期稳定性;其次,将Najar损伤理论引入煤岩蠕变中,从能量角度分析煤岩蠕变阶段的损伤特征;再次,考虑黏滞系数的硬化效应,将其视为与时间相关的非定常参数,提出参数非线性本构方程;最后,采用稳态蠕变速率拐点法确定不同卸压孔孔径煤岩的长期强度.结果 结果表明,卸压孔孔径对煤岩蠕变特性、蠕变损伤和长期强度均有一定影响.蠕变阶段,卸压孔孔径对煤岩蠕变量和初始蠕变速率具有显著的尺寸效应,表现为孔径较大煤岩的蠕变量和初始蠕变速率大;蠕变过程中,损伤逐渐增大,损伤速率逐渐减小并趋于稳定,且损伤与卸压孔孔径呈正相关关系;考虑黏滞系数硬化效应,推导的参数非线性Maxwell蠕变方程能够较好地描述蠕变过程;长期强度与卸压孔孔径呈负相关关系.结论 研究结果有助于维护卸压巷道的长期稳定,对预测冲击地压、保障矿山安全生产具有一定理论意义.
关键词：煤岩卸压孔蠕变损伤本构模型长期强度
分类号：TD313(矿山压力与支护)TU45(土力学、地基基础工程)
资助基金：国家自然科学基金(42277145)河南省自然科学基金资助项目(222300420596)
论文发表日期：2026-03-31
在线出版日期：2026-03-04（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 213-220 )
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