Numerical analysis of stress wave propagation law of coal and rockmass and its influencing factors
WANG Zhenwei, MA Ke ,TIAN Hongyuan ,Li Quansheng
煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北方工业大学 土木工程学院大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室西北农林科技大学
大多数煤岩体存在不同程度的损伤,分布有大量裂隙,当应力波传播穿过裂隙时,会出现波速下降、能量衰减及时间延迟等现象。为了理清应力波通过煤岩体裂隙时间延迟的规律,并对其进行定量分析,反演煤岩体内部破坏程度,采用数值计算的方法,对应力波在含单个裂隙煤岩体内的传播规律进行了研究,分析了应力波过缝前、过缝中、过缝后的波形特征,和裂隙宽度、荷载参数及岩层参数对延时规律的影响。研究结果表明:应力波过缝延时与缝宽、密度和荷载周期等因素呈正相关,各因素的敏感性排序为:缝宽>弹性模量>岩层密度>荷载振幅>荷载周期。其中,缝宽引起的延迟时间是荷载周期的0.23倍。研究结果揭示了CDEM可以较好地模拟应力波在裂隙煤岩体内的传播规律。
fractured rock; stress wave; time delay ; numerical simulation; continuum-discontinuum element method; crack width
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