为研究瓦斯抽采钻孔的静态加载速率效应,以含预制贯穿孔试样为实验对象,开展不同加载速率的单轴压缩试验并采用数字图像技术分析了试样的力学特性和破坏演化规律。结果表明:加载速率的变化对含孔试样力学特性有较大影响:随加载速率增大,抗压强度、起裂应力水平和变形能密度均逐渐增加但增幅放缓,弹性模量呈现出先增大后减小的趋势。加载过程中拉伸裂纹尖端的几何形状不断改变,拉应力强度因子KΙ减小,拉伸裂纹经历"扩展-闭合-扩展",拉伸裂纹长度与加载速率呈现较强的指数函数关系,加载速率为0.5mm/min时,拉伸长度达到最大为43.16 mm。含孔试样的破坏模式单一,呈中心对称;加载速率较小时,远场裂纹起裂位置距边缘较近,宏观裂纹以剪切破坏为主;加载速率较大时,宏观裂纹以拉伸破坏占主导地位,远场裂纹起裂位置距边缘较远。研究结果为揭示瓦斯抽采钻孔失稳的力学响应规律并阐述其演化过程提供一定的理论指导。

国家自然科学基金面上项目（51774234,51874234,51737007）；

1 试验方案及试样制备
1.1 试验系统
1.2 实验方案
1.3 试样制备
2 加载速率效应
2.1 加载速率对力学特征的影响
2.2 加载速率对试样破坏形态的影响
3 含孔试样的破裂演化机制
3.1 含孔试样拉伸裂纹扩展演化规律
3.2 含孔试样破裂演化加载速率效应
3.3 裂纹扩展的力学作用机制
3.4 现场参考价值
4 结论