为探究不同围压下含预制裂隙煤体裂隙演化特征，基于受载煤岩工业CT扫描系统开展了不同围压下的三轴压缩实验，通过受载煤体内部裂隙三维可视化分析，研究了不同围压下煤体的裂隙演化规律，并借助PFC模拟软件以裂纹数量为量化指标表征围压对裂纹发育程度的影响。此外，推导出考虑裂隙宽度的应力强度因子表达式，并以最大周向应力准则计算了裂隙的理论起裂角度。结果表明：随围压增加，裂隙的起裂角度减小，3、5及7MPa围压下，翼裂纹在预制裂隙端部沿着最大主应力方向扩展，最终呈现为“X”或“Y”型拉-剪复合型破坏，9MPa围压下，煤体翼裂纹发育受阻，次生裂纹充分扩展，呈现出次生裂纹沿共面扩展的剪切破坏形式；围压效应和剪切裂纹的互锁效应均对裂隙发育模式产生影响，但作用机制不同，前者为全局作用，后者必须在原生裂隙压密到一定程度方可发挥作用；矿物颗粒赋存状态影响裂隙的发育形态，由纯粹拉应力导致的翼裂隙较为完整，而次生裂隙则呈“残缺”状态，该残缺状态随围压增加而增加；峰值应力前，各裂纹数量呈先减少后增加的规律，拉伸裂纹占比不断减少；经典欧文I型应力强度因子适用于张开型裂隙，采用考虑裂隙宽度的应力强度因子所计算的起裂角度更接近于实验室试验结果。

1. 试验概述
1.1. 煤样制备
1.2. 试验方案
2. 试验结果
2.1. 不同围压煤体裂隙起裂角度
2.2. 三维裂隙动态演化特征及破坏模式
2.3. 矿物对裂隙形态作用的细观研究
3. I-II复合型裂纹扩展机理分析
3.1. 煤体脆断能力随围压的变化机理分析
3.2.不同围压下起裂角度的理论值分析
4. 数值模拟验证
4.1. 裂纹演化过程及特征分析
4.2. 不同围压下的裂隙数量及占比
5. 结论

王磊,刘化强,李少波,陈礼鹏,刘怀谦.不同围压下含预制裂隙煤体裂隙演化特征研究[J/OL].采矿与安全工程学报:1-13[2023-06-18].http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1760.td.20230413.2122.002.html