烟煤分级卸荷蠕变特性与破坏特征试验研究

摘要

深部煤巷工程煤岩体在开挖诱发的卸荷作用下，易因蠕变变形和力学性质劣化引起煤巷围岩大变形，进而威胁地下工程服役期间的长期稳定性.为揭示深部煤岩在开挖卸荷后的蠕变特性与破坏特征，通过三轴压缩试验确定分级卸荷的初始围压及各级卸载水平，在相同初始围压(25 MPa)下，开展不同轴压条件下的卸荷蠕变试验，系统分析煤岩在卸荷过程中的蠕变变形、破坏特征及能量耗散规律.试验结果表明：随着偏应力增大，试样的蠕变应变和应变速率逐渐上升.轴向应力增大时，试样的破坏模式由剪切破坏转变为以张拉破坏为主的拉剪复合破坏.随着卸荷过程的进行，试样吸收的总能量和耗散能呈现明显的阶梯状上升，而弹性应变能则因侧向约束减弱而呈现阶梯状下降.轴压增大时，试样吸收的能量增加，导致微裂纹的形成与宏观破碎程度加剧，碎块数量显著增加.

关键词

岩石力学 / 深部煤岩 / 三轴卸荷 / 蠕变试验 / 能量演化