动静加载下组合煤岩的应力波传播机制与能量耗散

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作者

刘少虹毛德兵齐庆新李凤明
单位

煤炭科学研究总院开采设计研究分院天地科技股份有限公司开采设计事业部煤炭科学研究总院矿山安全技术研究分院中国煤炭科工集团唐山研究院
摘要

运用改进的霍普金森压杆,在波动力学理论的基础上,研究动静载下煤岩结构的应力波传播机制与能量耗散,分析应力波幅值和静载对煤岩组合体中应力波的波形、透射系数、反射系数和能量耗散的影响规律。研究结果表明:应力波幅值和静载明显的影响组合煤岩中应力波的传播性质;并且煤岩组合结构初始处于弹性与塑性状态的透射、反射系数随动载的变化规律是不同的。动载能量耗散随应力波幅值的增大而增大,随着静载的增大呈现先增大后减小的趋势。同时注意到组合煤岩在静载在0.50~0.75动载耗散能量迅速降低,并且组合加载下煤岩结构的破坏失稳可分为两种形式,包括动载主导和动载诱发,分别以动载和静载为主要能量源。由静载对应力波传播机制和能量耗散的影响可知,埋深不同或距离采掘空间的远近不同,应力波传播机制和能量耗散是不同的。
关键词

动静组合加载组合煤岩应力波能量耗散动载冲击地压
基金项目(Foundation)

国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2010CB226806)；国家科技支撑计划资助项目(2012BAK09B01)；国家自然科学基金青年基金资助项目(51204097)；
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