单轴压缩下不同倾角煤岩组合体力学特性及破坏特征

作     者：杜锋 王凯 孙加智 邓云 丰程涛 谢陈孝先 DU Feng;WANG Kai;SUN Jiazhi;DENG Yun;FENG Chengtao;XIE Chenxiaoxian

作者机构：中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 

出 版 物：《中国安全科学学报》 (China Safety Science Journal)

年 卷 期：2024年第34卷第6期

页      面：136-145页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0837[工学-安全科学与工程] 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(52374249,52130409) 国家重点研发计划项目(2023YFC300900302-03) 中央高校基本科研业务费专项资金资助(2024JCCXAQ01,2023ZKPYAQ01) “中国矿业大学(北京)大学生创新训练项目”(202412014,202312026) 

主　　题：单轴压缩 不同倾角 煤岩组合体 力学特性 破坏特性 裂纹扩展 数值模拟 

摘      要：为探究不同倾角下煤岩组合体失稳诱发冲击地压机制,利用颗粒离散元程序对0、15、30、45、60°这5组不同倾角煤岩组合体进行单轴压缩试验。研究结果表明:煤是煤岩组合体失稳破坏的主体;当煤岩组合体的倾角分别由0°增加至30°和由30°增加到60°时,煤岩组合体的单轴抗压强度分别下降2.01%和9.59%,细观裂纹数量分别下降22.9%和4.0%,声发射信号出现时间提前,说明倾角的增大导致煤岩组合体单轴抗压强度降低,失稳破坏时间提前但破坏程度降低;在单轴加载初期,不同倾角组合体界面处煤岩颗粒向界面处运动导致界面处存在扩容趋势,倾角影响界面附近煤岩颗粒的运动进而导致组合体破坏区域逐渐由煤体向煤岩交界面过渡;当煤体裂纹扩展至煤岩界面时,高倾角煤岩组合体产生的界面滑移效应导致其破坏形式由压剪破坏转变为滑移破坏,且30°倾角为分界线。