防隔水煤柱不仅受到采空区压力水浸作用影响，还受到周边采掘活动产生的循环加卸载作用，这将加剧煤柱损伤劣化，甚至导致其破坏失稳，进而诱发采空区突水灾害。为研究压力水浸和循环加卸载共同作用下煤岩损伤演化规律与劣化机制，基于自主研发的煤岩压力水浸试验装置，结合全场应变测量系统、声发射系统、X射线衍射仪和扫描电子显微镜，开展了干燥与不同压力水浸煤样（浸水压力为0、3、5 MPa，浸水时长20 d）单轴循环加卸载试验（循环加卸载次数为8次），研究了煤样强度、变形破坏、声发射和能量演化特征，揭示了压力水浸和循环加卸载共同作用下煤样力学特性劣化机制。结果表明：（1）压力水浸和循环加卸载共同作用下，煤样内部损伤加剧，削弱了其实体承载结构，相比于干燥煤样，压力水浸煤样循环加卸载后单轴抗压强度分别降低了18.04%、27.12%和42.82%；第一次循环加卸载后，随着浸水压力增大，煤样塑性滞回环面积增大，弹性模量降低；随着循环加卸载次数增加，煤样塑性滞回环面积逐渐减小，加、卸载段的弹性模量呈“波浪形”降低。（2）随着浸水压力增大，煤样循环加卸载过程中变形局部化带演化更为剧烈，且随着循环加卸载次数增加，煤样缺陷处应力集中现象愈发显著，形成多个变形局部化带，煤样发生拉伸破坏，伴随剥落破坏，其破碎程度增大。（3）压力水浸促进了水-煤岩作用，其内部黏土矿物遇水软化、溶解。相比于干燥煤样，随着浸水压力增大，第一次循环加卸载后煤样损伤变量分别增长了4.03%、7.26%和24.19%，耗散能分别增长了20.50%、38.22%和98.14%；同时随着循环加卸载次数增加，煤样内部损伤不断积累，损伤变量和耗散能均呈递增趋势，全部循环加卸载后煤样平均损伤变量分别增长了3.53%、6.94%和25.47%，平均耗散能分别提高了19.18%、61.87%和138.73%；循环加卸载后单轴压缩阶段煤样耗散能分别提高了62.51%、89.20%和106.93%，破裂断口平均孔隙率和概率熵均呈递增趋势。上述研究对防隔水煤柱合理留设及其稳定性保障等具有重要理论意义。

1 试样制备及试验设备
1.1 试样制备
1.2 试验设备及监测方法
2 煤岩强度与变形破坏特征
2.1 强度特征
2.2 变形破坏特征
3 煤岩能量演化规律
3.1 能量演化分析
3.1.1 循环加卸载阶段能量演化分析
3.1.2 单轴压缩阶段能量演化规律
3.2 声发射特征
4 煤岩损伤劣化机制
4.1 宏观劣化的参数表征
4.2 水-煤岩相互作用
4.3 损伤劣化机制
5 结 论

尹大伟,孙鹏翔,胡浩,等.循环加卸载作用下压力水浸煤岩损伤劣化特征研究[J/OL].煤炭学报,1-17[2024-11-19].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.0797.