岩-煤组合体试样变形场与能量演化特征试验研究

孔凯; 尹大伟; 张虎; 朱海峰; 李法鑫; 孙德全; 张士川; 王沉

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.004

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2022, Vol. 41 ›› Issue (05) : 30 -39. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.004

岩-煤组合体试样变形场与能量演化特征试验研究

孔凯, 尹大伟, 张虎, 朱海峰, 李法鑫, 孙德全, 张士川, 王沉

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

PDF (6428K)

摘要

采用数字散斑应变测量系统进行灰岩-煤组合体试样单轴压缩变形破坏演化试验，分析组合体试样变形局部化带和能量演化特征，揭示其渐进破坏机制。组合体试样变形局部化带演化主要与其内部原生裂纹起裂、扩展有关，变形局部化带首先出现在原生裂纹区域，沿最大主应力方向发育扩展，煤样内变形局部化带发育扩展相对较快，变形局部化带交汇、贯通导致组合体试样整体破坏失稳。变形局部化带位移错动量演化主要经历微变化、线性缓慢增长、非线性加速增长3个阶段，与轴向应力变化基本相对应，峰后变形局部化带快速扩展贯通，位移错动量非线性加速增长。外界输入能量主要被煤样变形破坏所消耗，煤样首先发生渐进破坏而释放能量，交界面处灰岩、煤样由协同变形转为非协同变形；煤样破坏诱发灰岩回弹变形并释放弹性能，部分弹性能作用于煤样而加剧其破坏，煤样发生拉-剪混合破坏；煤样内裂纹扩展传播至灰岩内，并与灰岩内裂纹贯通，导致其拉伸破坏。