冲击地压自发性静-动状态突变机制试验研究

作     者：钱源 赵程 幸金权 潘昊宇 魏蕤 黄云龙 QIAN Yuan;ZHAO Cheng;XING Jinquan;PAN Haoyu;WEI Rui;HUANG Yunlong

作者机构：同济大学土木工程学院上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 西藏大学工学院西藏拉萨850000 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2024年第43卷第3期

页      面：698-712页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 080104[工学-工程力学] 0837[工学-安全科学与工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U22A20597,42142019) 西藏自治区科技计划“揭榜挂帅”项目(XZ202303ZY0006G) 

主　　题：岩石力学 静-动状态突变 自发性 弹性回跳 动力灾变 岩爆 

摘      要：冲击地压自发性静-动状态突变行为是其成灾的关键一步,然而这一动力过程和对灾变的触发机制尚未得到广泛关注和清晰认识。为此,在改进传统煤-岩组合体室内试验方法的基础上,开展准静态位移加载条件下的冲击地压和静态脆性破坏物理模拟试验。通过搭建多源信息监测系统,捕捉了ms级时间尺度上静、动力学数据的瞬态突变,从力学和能量角度研究自发性静-动状态转换的突变过程、形成机制和其在触发冲击地压中的作用,并据此提出冲击地压机制的新认识。研究发现冲击地压灾变过程中的围岩弹性回跳动力行为,并发现这一行为是控制灾害自发性静-动状态突变的关键。在力学方面,这一行为对煤岩产生了冲击荷载,直接触发了动力过程,可被认为是冲击地压的直接原因;在能量方面,这一行为以瞬态做功的形式,将围岩积累的应变能向煤岩汇聚,并缩短了煤岩失稳所需的时间,最终引起煤岩足够大的能量释放速率,可被认为是冲击地压动力灾变的内在原因。