变刚度加载试验系统的研制及其在煤岩破坏力学行为测试中的应用

摘要：

矿山煤层与顶底板岩层具有不同的组合赋存形式,考虑围岩结构刚度差异性的煤岩力学行为试验研究可为揭示冲击地压机制提供一种新的探索方式.介绍了自主研发的一套变刚度加载岩石力学试验系统,该试验系统的主体试验机为内外框架组合式结构,利用加载刚度伺服调控系统控制内框架能量储存,实现加载刚度调控的目的.利用该试验系统进行了 3种加载刚度下砂岩试件的力学行为测试,研究表明:加载刚度对砂岩试件单轴抗压强度和弹性模量基本无影响;随着加载刚度的减小,砂岩应力-应变峰后曲线由台阶状变为光滑斜线型,峰后应力降速度增大,且与加载刚度呈幂函数关系;试件破坏时试验机框架发生多次瞬时高速回弹行为,瞬时回弹速度极值及时长占比随加载刚度的减小而增大,回弹速度均值、总回弹量与加载刚度呈幂函数关系;加载刚度对试件峰后破裂耗散能影响较小,与试验机应变能释放量呈幂函数关系.所研发的变刚度加载试验系统为不同刚度组合下煤岩力学行为测试提供了新的试验装备.

关键词：采矿工程、冲击地压、试验系统、加载刚度、力学行为

所属期刊栏目：41

分类号：TD315(矿山压力与支护)

资助基金：山东省自然科学基金重大基础研究项目;山东省泰山学者攀登计划项目;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1846-1857