顶板-煤柱结构体力学特性及其渐进破坏机制研究

摘要：

基于声发射和数码摄像机录像系统,对不同高比的5组顶板砂岩-煤柱结构体进行单轴压缩试验,研究其力学特性及渐进破坏机制.顶板砂岩-煤柱结构体整体强度是远离交界面和交界面处砂岩、煤样强度的综合,摩擦效应加强了交界面处煤样强度,而削弱了交界面处砂岩强度;顶板-煤柱结构体宏观破坏起裂应力、单轴抗压强度和弹性模量均随岩煤高比递减而呈递减趋势;在同等条件下煤样原生裂纹越发育,顶板-煤柱结构体宏观破坏起裂应力、弹性模量和单轴抗压强度越小.顶板-煤柱结构体宏观破坏起裂导致应力-应变曲线出现阶梯状波动,AE信号出现峰值,大部分起裂位置位于煤样上,但当岩煤高比为9∶1时,交界面处砂岩首先破坏起裂.煤样内裂纹扩展和贯通使其变得较破碎且形成局部破坏,同时局部破坏的贯通导致煤样最终破坏;砂岩破坏是煤样内裂纹扩展贯通至其内部造成的,且由于裂纹扩展能力、速度及角度的不同,砂岩破坏形态呈劈裂破坏、剪切破坏或不发生破坏,随岩煤高比增大,煤样和砂岩破坏程度增大,煤样更加破碎.

关键词：岩石力学、顶板-煤柱结构体、声发射、数码摄像、宏观破坏起裂、力学特征、渐进破坏机制

所属期刊栏目：36

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51474134;教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目NCET-13-0880;山东省自然科学杰出青年基金资助项目JQ201612Supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant 51474134;Program for New Century Excellent TalentsGrant NCET-13-0880;Shandong Provincial Natural Science Fundation for Distinguished Young ScholarsGrant JQ201612

在线出版日期：2017-08-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1588-1598