为了研究煤岩复合结构在采矿扰动下的力学性质、能量演变和破坏行为,设计了一条基于采矿面前实际应力演变的采矿引起的应力路径。在这些应力条件下,对不同围压下的煤岩复合样品进行了三轴测试,并辅以常规三轴压缩测试进行比较。结果表明,煤岩复合样品在采矿引起的应力下表现出明显的脆性破坏,在围压增加时没有观察到常规三轴测试中的脆—韧转变。使用双周向变形计发现,煤和岩的周向变形最初受其固有力学性质的控制,之后被裂纹扩展所控制。在较高的围压下,破坏时周向应变的增长速率显著增加,表明更深的开采导致更严重的卸载引起的破坏。对比分析显示,煤的弹性能量密度和能量积累及释放速率均高于岩石,识别出煤是复合样品中弹性能量储存和释放的主要介质。此外,在采矿引起的应力测试的峰值应力下,煤的周向变形小于常规测试,而岩石则呈现相反趋势,确认了煤岩界面存在粘结约束效应。这些发现增强了我们对煤岩复合材料在采矿扰动下的力学行为和破坏机制的理解,从而为确保深煤开采的安全和效率提供了实际指导。
宋等(周五)研究了这个问题。