矿业工程论文_岩-煤-岩组合体力学特性及裂隙演

文章摘要:基于薄煤层开采及煤岩体巷道变形特点，着重探究煤岩体变形规律，根据不同岩层组合的力学性质，系统地分析了岩和煤组合体的不均匀变形特征。首先，通过不同高度比“岩-煤-岩”组合体的单轴加载试验，分析不同高度比煤岩组合体加载破坏规律，结果表明：组合体强度受中间煤体高度影响，试件单轴抗压强度随煤体高度的增加而减小，而且，试件的破坏形态随着煤体高度的增加由拉伸破坏转变成斜面剪切破坏最终表现为煤体挤出破坏。组合体试件破坏受煤体部分主导，两端砂岩对中间煤体起约束作用从而提高煤体强度，煤体中部受到其约束最小且随着煤体高度的增加中间部分所受到的影响迅速衰减。然后，通过室内单轴加载与颗粒流等方式分析组合体裂隙发育全过程，结果表明，组合体裂隙发育的过程可分为四个阶段：1.裂隙孔隙压密阶段、2.裂隙产生并稳定发育阶段、3.裂隙加速发育并贯通阶段和4.破坏后的阶段。煤体内部缺陷的存在与其自身较低的强度导致了组合体微裂隙最初于煤体内部生成（在煤体高度非常小的条件下才会有裂隙自砂岩内部产生）；随着试件荷载的增大，随机分布在煤体的裂隙相互贯通并向砂岩部分延伸最终造成破坏；且最初的裂隙主要是轴压与端面效应产生的剪切裂纹，在加载至试件单轴抗压强度的0.8左右时，试件内部张拉裂隙开始快速发育，并且组合体开始丧失强度。

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项目基金:《力学季刊》 网址: http://www.lxjkzz.cn/qikandaodu/2021/1214/837.html