大统新闻信息网

王恩元等:冲击载荷下三轴煤体动力学分析及损伤本构方程

[能源人士正在观看,点击右上角并添加“关注”]

长按以识别QR码,点击PDF查看全文

作者

王恩元1,孔祥国2,3,何学秋1,4,冯俊军5,金云强1,李金玉1

作者单位

1.中国矿业大学安全工程学院; 2.西安科技大学安全科学与工程学院; 3.昆士兰大学力学与采矿工程学院; 4.北京科技大学土木与资源工程学院; 5.安徽工业大学土木工程学院/p>

研究背景 煤矿顶板和地板破裂,断层滑动或煤柱破裂将引起应力波(动态载荷),应力波传播将作用于采场中的煤和岩体,导致电力灾害[1-4]。煤和岩体的冲击动力学有助于揭示矿井扰动造成的动态灾害。因此,煤岩体的动力特性一直是一个热点问题。

摘 要

为了研究三轴煤在冲击载荷作用下的动态特性,建立了三轴分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验系统,并对轴向静载荷,围压和冲击载荷随机组合进行了动力冲击试验。出。研究了三轴煤在冲击载荷作用下的动态特性。

实验结果表明,三轴煤在冲击载荷为:时的动态应力 - 应变曲线没有压实阶段,轴向预静载荷有助于关闭煤体的初始裂纹和初始载荷。显示了完整弹性体的特征。

当应力达到峰值强度的60%~85%时,应力 - 应变曲线呈现出“跳跃”现象,这可能与碳在晶体微裂纹中的作用有关;当应力超过煤的动态强度时,样品被破坏,应力降低。

在冲击荷载作用下,三轴煤体的动强度和破坏应变与平均应变率呈线性关系,应变率效应明显。应变率效应使煤体的动态强度和破坏应变具有不同的轴向静载荷,围压和冲击载荷因子。影响是可比的。

基于岩石力学理论和统计损伤理论,建立了三轴煤在冲击载荷作用下的动态损伤本构模型。该模型考虑了轴向静载荷,围压和冲击载荷等因素,并清楚地反映了三个因素。对煤的动态特性的影响,轴向静载荷会使煤体退化,导致动态强度降低。限制压力和冲击载荷将有助于提高煤体的动态强度。理论模型的特征与实验结果一致。通过建立的本构模型和实验应力 - 应变数据拟合理论应力 - 应变曲线,该数据与实验应力 - 应变曲线基本一致,应变率越高,一致性越好。

文中图片

王恩元,孔祥国,何学秋,等。冲击荷载作用下三轴煤的动力分析与损伤本构方程[J]。中国煤炭学会学报,2019,44(7): 2049-2056。

王恩元孔祥国何学秋等冲击荷载作用下三轴煤矸石动力学分析与损伤[J]。中国煤炭学报常明然编辑整理:郭晓炜

审 核常见问题

精彩

钱明高,徐家林:煤炭开采与岩层

王家琛:中国优势煤矿的工程实践与理论进展

袁亮院士视频讲解煤炭精密开采的科学概念

谢和平,杨艳,高明忠,等。深井原位流化开采理论与技术体系。

王国发,刘峰,庞义辉等:智能煤矿为煤炭工业高质量发展提供核心技术支持

联系我们

联系人:郭晓彤

电话:010--811

电子邮件:

网址:

本平台上发布的所有稿件《煤炭学报》均已按照国家版权局的有关规定支付了相应的报酬,《煤炭学报》享有在稿件上传播信息的权利。未经授权,不得匿名复制。此平台上使用的图片属于相关权利持有者。出于客观原因,如果某些作品使用不当,请随时与相关权利人联系。

免责声明:以上内容转载自煤炭期刊,发布的内容并不代表该平台的立场。国家能源信息平台电话:010-,电子邮件