深部煤岩单体及组合体的破坏机制与力学特性研究.pdf

文档介绍：第 30 卷第 1 期岩石力学与工程学报 Vol. 30 No. 1
2011 年 1 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Jan.,2011



深部煤岩单体及组合体的破坏机制与力学特性研究

左建平 1,2,谢和平 2,3,吴爱民 1,刘建锋 3
(1. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083;
2. 中国矿业大学岩石力学与分形研究所,北京 100083;3. 四川大学水利水电学院,四川成都 610065)

摘要:采用 MTS815 试验机对钱家营岩样、煤样和煤岩组合体进行单轴和三轴压缩试验,获得不同应力条件下煤
岩单体及组合体的破坏模式和力学行为,并比较异同。单轴条件下钱家营砂岩的破坏以剪切、劈裂及混合破坏模
式为主,并且砂岩的峰值强度、弹性模量和波速近似成正比关系;在一定条件下砂岩能产生 II 类曲线,但需采用
环向位移控制加载,且砂岩需具有高强度和低非均质度,但煤和煤岩组合体几乎不发生 II 类曲线破坏。单轴条件
下煤样以劈裂破坏机制为主,但煤样的峰值强度与弹性模量、波速的关系基本不明显。对于不同围压下煤岩组合
体的破坏主要发生在煤体内部:单轴条件下煤岩组合体的破坏以劈裂破坏为主,而煤体内部发生的破坏由于裂纹
的高速扩展有可能贯通到岩石中去,从而导致岩石的破坏,并且煤岩组合体破坏后几乎完全丧失承载能力;而三
轴试验中,煤岩组合体的破坏以剪切破坏为主,但破坏后还有残余强度。随着围压升高煤岩组合体弹性模量总体
趋势是初始缓慢增加,当围压超过 15 MPa 后弹性模量迅速增加;组合体的峰值强度与围压基本成线性关系。
关键词:岩石力学;围压;煤岩组合体;破坏模式;II 类曲线;残余强度
中图分类号:TU 45 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2011)01–0084–09

INVESTIGATION ON FAILURE MECHANISMS AND MECHANICAL
BEHAVIORS OF DEEP COAL-ROCK SINGLE BODY BINED
BODY

ZUO Jianping1,2,XIE Heping2,3,WU Aimin1,LIU Jianfeng3
(1. State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining,China University of Mining and Technology,Beijing 100083,China;
2. Institute of Rock Mechanics and Fractals,China University of Mining and Technology,Beijing 100083,China;3. College of Water
Resource and Hydropower,Sichuan University,Chengdu,Sichuan 610065,China)

Abstract:Testing system MTS 815 is used