温度冲击下煤的微观结构变化与断裂机制
为研究温度冲击下煤的微观结构变化及其损伤断裂机制,以干燥颗粒煤为研究对象,分别开展了煤样的冷冲击和热冷冲击试验.利用扫描电镜(SEM)观测图像结果,分析对比了两种温度冲击前后煤样微观形貌、裂缝分布、开裂和延伸情况,结合断裂力学理论分析了煤样内部微裂缝的开裂机制和扩展方向,并通过ANSYS有限元软件模拟了微裂缝扩展时的应力场和位移场的分布情况,揭示了煤样的断裂机制.研究结果表明,两种温度冲击对煤的结构均造成了不同程度的破坏,温度冲击所形成的热应力最终导致了原始裂纹和新生裂纹的扩展和延伸;温度冲击下所产生的裂纹形式主要有沿晶裂纹、穿晶裂纹、翼型裂纹、交叉裂纹、枝须状裂纹和网状裂纹;分析结果表明,温差愈大,所产生的温度热应力愈大,热冷冲击所产生的裂缝的数量更多、扩展更充分,对煤样的破坏更严重,因此,热冷冲击的破煤效果更好.
温度冲击、微观结构、断裂机制、应力强度因子、破煤效果
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TD821(矿山开采)
深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金SKLGDUEK1814;国家自然科学基金51774118;教育部“创新团队发展计划”IRT_16R22;国家重点研发计划项目2017YFC0804207;河南省教育厅高校重点科研项目18A620001;河南理工大学自然科学基金资助项目J2018-1
2019-04-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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