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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
循环应力损伤对煤体I型动态断裂特性的影响
  • 88
  • 作者

    张传玖李果任建慧姚士茂李宣良

  • 单位

    国能神东煤炭集团有限责任公司布尔台煤矿国能神东煤炭集团有限责任公司神东煤炭技术研究院

  • 摘要
    为探明循环应力损伤作用对煤体动态断裂特性的影响,对原始及循环应力损伤后的煤体Ⅰ型单边缺口梁试件进行了静态与动态断裂试验研究。通过试验得到:煤体平均动态Ⅰ型断裂韧度(KIC)为0.344 MPa·m1/2,平均Ⅰ型断裂能(GC)为66.99 N/m,较静态煤断裂参数分别提高了1.38倍与1.26倍;经循环应力损伤后煤试件的平均静态KIC值为0.219 MPa·m1/2,平均静态GC为44.26 N/m,较原始煤试件分别降低了12.05%与16.74%;平均动态KIC为0.279 MPa·m1/2,平均动态GC为52.72 N/m,与原始煤试件冲击断裂试验结果相比,分别降低了20.90%与21.30%。试验结果表明,循环应力对煤体的动静态断裂力学参数均具有劣化影响,且煤试件动态断裂力学参数的劣化程度更高,证明煤体动态断裂行为对循环应力损伤作用更加敏感。同时,原始及循环应力损伤后煤试件动态断裂破坏的分形维数分别为1.32与1.21,即原始煤试件在冲击载荷作用下断裂破碎的更加复杂,冲击动力学显现的更加充分。此外,基于黏聚裂纹模型的煤体Ⅰ型动态断裂数值计算结果与试验结果相符,表明黏聚裂纹模型能够对煤体动态断裂过程进行有效表征。研究成果可为具为相似特性的煤体提供参考。
  • 关键词

    冲击载荷断裂韧度分形维数黏聚裂纹模型

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