褐煤失水形变特性研究初探

TU45; 为研究褐煤失水对露天矿煤岩组合边坡稳定性的影响,本文开展了褐煤失水试验,获得了岩样失水率、变形、孔隙率及裂纹演化规律,分析了岩样端面龟裂及分形渐变特征,探究了失水褐煤渐进损伤特性,基于毛细作用原理剖析了岩样裂纹扩展演化规律及作用机理.结果表明:褐煤恒温条件下,试件失水率呈"先陡后缓"的增长趋势,且最终接近或超过10％;岩样逐渐产生轴向及环向变形,最终应变分别增至0.0123和0.0203,对应体积应变增至0.0528,且应变增长与失水率渐变趋势相似;岩样失水体积远大于岩石收缩体积,孔隙率对应呈"先陡后缓"的增长趋势;岩样侧面横向裂纹渐进发育,...

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Published in矿业科学学报 Vol. 7; no. 6; pp. 689 - 699
Main Authors 宋彦琦, 马宏发, 郑俊杰, 杨敏健, 申付新, 邵志鑫
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083%中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083 01.12.2022
煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083
Subjects
龟裂
失水
损伤
孔隙率
基质吸力
褐煤
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Summary:TU45; 为研究褐煤失水对露天矿煤岩组合边坡稳定性的影响,本文开展了褐煤失水试验,获得了岩样失水率、变形、孔隙率及裂纹演化规律,分析了岩样端面龟裂及分形渐变特征,探究了失水褐煤渐进损伤特性,基于毛细作用原理剖析了岩样裂纹扩展演化规律及作用机理.结果表明:褐煤恒温条件下,试件失水率呈"先陡后缓"的增长趋势,且最终接近或超过10％;岩样逐渐产生轴向及环向变形,最终应变分别增至0.0123和0.0203,对应体积应变增至0.0528,且应变增长与失水率渐变趋势相似;岩样失水体积远大于岩石收缩体积,孔隙率对应呈"先陡后缓"的增长趋势;岩样侧面横向裂纹渐进发育,且萌生位置渐变为"上端→下端→中部",同时轴向裂纹萌生扩展,岩样端面龟裂特征显著,且裂纹分布分形维数基本呈线性增长趋势,揭示端面存在由均质向非均质转变过程;损伤变量随失水率呈非线性增长,最终增至0.0665,且增长全程可分为线性增长阶段、减速增长阶段、加速增长阶段;受毛细作用控制,孔隙失水过程基质吸力增大是造成岩样轴向及横向收缩变形、竖向裂纹萌生扩展的主因.
ISSN:2096-2193
DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2022.06.006