三轴循环加卸载下煤岩损伤的能量机制分析

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作者

彭瑞东鞠杨高峰谢和平王鹏
单位

中国矿业大学（北京）煤炭资源与安全开采国家重点实验室中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室四川大学
摘要

由于煤岩的变形破坏是一个十分复杂的损伤演化过程,因此有必要深入研究各种加载模式下煤岩损伤演化过程的能量转化机制。通过岩石三轴循环加卸载试验,分析了不同围压作用下煤岩的损伤演化行为。实验研究表明,在循环加卸载情况下,煤岩表现出明显的循环滞后环,且随应力的增大煤岩的损伤耗散能增大。在低围压下及单轴压缩下,煤岩的弹性模量随循环应力增大而下降,但在高围压下煤岩的弹性模量没有随循环应力增大而下降。这表明围压的作用引起了煤岩损伤机制的变化。为此给出了基于能量分析的损伤变量定义及其演化规律,克服了传统的基于弹性模量定义的损伤变量的不足,可以较好地描述不同围压作用下的煤岩损伤演化程度。
关键词

煤岩三轴压缩能量弹性模量滞后环损伤变量
基金项目(Foundation)

国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2010CB226804)；国家杰出青年科学基金资助项目(51125017)；教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-12-0966)；
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