梁鹏;张艳博;田宝柱;刘祥鑫;

• 1:河北联合大学矿业工程学院
• 2:河北省矿业开发与安全技术重点实验室

摘要(Abstract)：

通过对煤岩进行单轴压缩实验,借助声发射和数字图像处理技术,对单轴压缩条件下煤岩的裂纹开裂扩展特性进行系统研究。研究结果表明:煤岩破裂过程中裂纹扩展具有阶段性的特征,其演化特征和载荷、声发射的阶段性变化有良好的同步性;煤岩破裂过程中裂纹由内向外扩展,峰值应力前,内部损伤累积到一定程度,岩石内部裂纹萌生,并逐步向岩石表面扩展;煤岩最终破坏时出现的多条宏观裂纹在变形过程中开裂扩展趋势基本一致,裂纹形状相似;煤岩微观破裂与宏观断裂之间存在一定的联系,在煤岩处于相对稳定状态时,主要产生以剪切破坏为主的裂纹,在煤岩产生小尺度破坏和宏观可见破裂时,主要产生以张拉破坏为主的裂纹。实验结果揭示了煤岩变形破坏规律,对于煤岩破裂机制研究具有一定的理论意义。

关键词(KeyWords)： 单轴压缩;煤岩;裂纹;扩展演化

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金资助项目(51174071,51374088);; 河北省自然科学基金项目(E2012209047)

作者(Author): 梁鹏;张艳博;田宝柱;刘祥鑫;

Email:

DOI: 10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2015.02.003

参考文献(References)：

• [1]许江,陆丽丰,杨红伟,等.剪切荷载作用下砂岩细观开裂扩展演化特征研究[J].岩石力学与工程学报,2011,30(5):944-950.
• [2]许江,刘婧,吴慧,等.压剪应力条件下砂岩开裂扩展过程的试验研究[J].岩石力学与工程学报,2013,32(S2):3042-3048.
• [3]许江,刘婧,程立朝,等.压剪应力条件下砂岩双面剪切细观开裂扩展演化特性试验研究[J].岩石力学与工程学报,2014,33(4):649-657.
• [4]赵兴东,李元辉,袁瑞甫,等.基于声发射定位的岩石裂纹动态演化过程研究[J].岩石力学与工程学报,2007,26(5):944-949.
• [5]李元辉,刘建坡,赵兴东,等.岩石破裂过程中的声发射b值及分形特征研究[J].岩土力学,2009,30(9):2559-2563.
• [6]任建喜,冯晓光,刘慧.三轴压缩单一裂隙砂岩细观损伤破坏特性CT分析[J].西安科技大学学报,2009,29(3):300-304.
• [7]任建喜,葛修润.裂隙花岗岩卸载损伤破坏全过程CT实时试验[J].自然科学进展,2003,13(3):275-280.
• [8]刘冬梅,蔡美峰,周玉斌,等.岩石裂纹扩展过程的动态监测研究[J].岩石力学与工程学报,2006,25(3).
• [9]朱珍德,张勇,陈卫忠.应用数字图像分析法评价红砂岩渐进损伤破坏特性[J].岩土力学,2005,26(2):203-208.
• [10]刘建坡,徐世达,李元辉,等.预制孔岩石破坏过程中的声发射时空演化特征研究[J].岩石力学与工程学报,2012,31(12):2538-2547.
• [11]Christian U G,Masayasu O.Acoustic emission testing[M].Berlin:Springer Berlin Heidelberg,2008.
• [12]苗金丽,何满潮,李德建,等.花岗岩应变岩爆声发射特征及微观断裂机制[J].岩石力学与工程学报,2009,28(8):1593-1603.
• [13]Shiotani T,Ohtsu M,Ikeda K.Detection and evaluation of AE waves due to rock[J].Construction and Building Materials,2001,15(5):235-246.
• [14]宁超,余锋,景丽岗.单轴压缩条件下冲击煤岩声发射特性实验研究[J].煤矿开采,2011,16(1):97-100.