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不同瓦斯压力下煤岩三点弯曲断裂特性研究

Investigation on fracture mechanism of coal rock on three-point bending tests under different gas pressures

作     者:殷志强 谢广祥 胡祖祥 朱传奇 YIN Zhi-qiang;XIE Guang-xiang;HU Zu-xiang;ZHU Chuan-qi

作者机构:安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控安徽省重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学能源与安全学院安徽淮南232001 

出 版 物:《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期:2016年第41卷第2期

页      面:424-431页

核心收录:

学科分类:0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基  金:国家自然科学基金煤炭联合基金重点资助项目(U1361208) 973前期预研资助项目(2014CB260403) 安徽省自然科学基金资助项目(1408085MKL42) 

主  题:含瓦斯煤 半圆盘三点弯曲 断裂韧度 数字散斑 

摘      要:为探求含瓦斯煤I型裂纹断裂韧度及断裂过程裂纹扩展特性,以原煤制作中心直裂纹半圆盘三点弯曲试样为研究对象,利用自行研制的带视窗的含瓦斯煤岩试验装置,开展了不同瓦斯压力条件下含瓦斯煤I型裂纹断裂特性研究。研究结果表明:在瓦斯赋存状态下,随瓦斯压力的增大,I型断裂韧度及断裂能耗呈逐渐降低的趋势;含瓦斯煤试样扰度逐渐增大,试样在破坏前塑性形变逐渐明显;裂纹初始扩展速度显著增加(瓦斯压力由0增加至1.5 MPa时,其初始扩展速度由78 m/s提高至239 m/s),且随裂纹长度的增加,扩展速度明显降低;通过数字散斑方法,清晰的描述试样表面变形及裂纹扩展过程,并得到裂纹扩展前的损伤区域。

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