循环荷载下含瓦斯煤力学特性及应变场演化规律试验研究

2024-05-17 煤炭科学技术300 1.42M 0

  摘要:为研究循环荷载下含瓦斯煤力学特性及应变场演化规律,利用MTS816岩石力学试验系统和自主研制的含瓦斯煤气固耦合装置开展循环加卸载条件下含瓦斯煤力学特性实验,分析循环加卸载下煤样强度和变形特性,并结合数字图像相关(DIC)技术探究含瓦斯煤应变场演化规律。结果表明:(1)循环加卸载作用下,加卸载曲线之间不重合,形成滞回环,且随着循环次数的增加,滞回环面积逐渐增大,并向着应变增大的方向逐渐移动;不同瓦斯压力的煤样在循环荷载作用下均呈明显的脆性破坏。(2)循环加卸载作用下,随瓦斯压力升高,煤样峰值强度降低,加载变形模量和卸载变形模量均增大,且卸载变形模量始终大于加载变形模量;随着循环次数的增加,变形模量差值逐渐减小并最终在0~0.1GPa之间浮动。(3)循环加卸载条件下煤样不可逆应变与循环次数之间呈“初始、稳定、加速扩展”的三阶段变化特征,曲线整体从L向U型趋势发展,累计不可逆应变与循环次数之间呈快速增加、缓慢增加、快速增加的趋势,不可逆应变与累积不可逆应变均随瓦斯压力增大而增加。(4)在低瓦斯压力下,煤样应变集中区主要为单一竖向应变集中带,随瓦斯压力增大,局部应变集中带逐渐由竖向单一向无序复杂转变;瓦斯压力越大,应变场波动程度越剧烈且剧烈程度主要集中在中部区域;高瓦斯压力下,随瓦斯压力升高,峰值点的个数越多,应变越大。

  文章目录

  0引 言

  1试样制备及试验方案

  1.1试样制备

  1.2试验设备

  1.3试验方案

  2强度及变形特征

  2.1应力-应变曲线

  2.2峰值强度

  2.3变形模量

  2.4不可逆应变和累积不可逆应变

  2.4.1不可逆应变

  2.4.2累积不可逆应变

  3应变场演化规律

  3.1应变场演化规律分析

  3.2应变场波动程度

  3.3局部横向应变变化规律

  4讨 论

  5结 论



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