三轴高周载荷下煤岩疲劳损伤破裂演化特征研究

摘要

为探究应力水平与加载频率对煤岩疲劳损伤破裂演化的影响，开展三轴高周循环荷载声发射试验，分析了不同条件下煤岩的声发射响应及宏微观破裂特征。结果表明：固定下限应力时，上限应力越高，煤岩疲劳裂纹越发育，声发射活动越显著；试样依次经历线性加载阶段的初始损伤与循环加卸载阶段的轻微、中度、深度疲劳直至破裂；加载频率的提升加速了微裂纹的萌生、扩展与贯通，同时增强声发射活动，能量计数率和振铃计数率呈高度同步变化；与常规三轴压缩不同，高周载荷下煤岩呈多向剪切破坏，微观上裂纹分布更复杂、破碎更均匀、变形更分散；声发射参数可有效表征煤岩疲劳损伤演化过程。

关键词

岩石力学 / 煤岩 / 三轴高周载荷 / 声发射 / 疲劳破裂演化

基金资助

山东省自然科学基金项目(ZR2025QC575); 山东建筑大学博士科研基金项目(XNBS20116)