不同采動(dòng)應(yīng)力下類巖力學(xué)及聲發(fā)射特征試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著礦井開(kāi)采深度和強(qiáng)度的不斷提高，與煤（巖）失穩(wěn)破壞相關(guān)的礦井動(dòng)力災(zāi)害事故日趨嚴(yán)重。受采動(dòng)影響，實(shí)際工程煤（巖）體經(jīng)歷了從原巖應(yīng)力、軸向應(yīng)力升高到應(yīng)力場(chǎng)向圍巖內(nèi)部轉(zhuǎn)移的完整采動(dòng)力學(xué)過(guò)程。采動(dòng)應(yīng)力區(qū)別于傳統(tǒng)的單軸、雙軸和三軸壓縮應(yīng)力，它具有動(dòng)態(tài)、非均布特性，這也是礦井動(dòng)力災(zāi)害多發(fā)的主要原因。鑒于此，本文采用自主研發(fā)的采動(dòng)應(yīng)力試驗(yàn)系統(tǒng)，考慮不同初始垂向應(yīng)力和不同應(yīng)力轉(zhuǎn)移速度2個(gè)因素，對(duì)不同采動(dòng)應(yīng)力下類巖強(qiáng)度、變形、聲發(fā)射及損傷演化特征做了系

2、統(tǒng)研究。
　　1、分析了采動(dòng)應(yīng)力演化時(shí)空關(guān)系，得出：在煤巖壓縮密實(shí)階段和彈性變形階段，煤巖整體與局部區(qū)域應(yīng)力演化特征近乎相同，但在塑性變形階段及損傷殘余階段表現(xiàn)為不同的力學(xué)性質(zhì)，這是采動(dòng)應(yīng)力時(shí)空運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵階段。
　　2、基于采動(dòng)應(yīng)力試驗(yàn)結(jié)果，分析了類巖各區(qū)域在不同初始垂向應(yīng)力和不同應(yīng)力轉(zhuǎn)移速度條件下的強(qiáng)度、變形及聲發(fā)射撞擊規(guī)律。研究結(jié)果表明：類巖材料的應(yīng)力、應(yīng)變及聲發(fā)射特征具有明顯的區(qū)域效應(yīng)，且對(duì)于不同的初始垂向應(yīng)力和應(yīng)力轉(zhuǎn)

3、移速度，各區(qū)域的力學(xué)及聲發(fā)射特征規(guī)律不同。當(dāng)固定初始垂向應(yīng)力和應(yīng)力轉(zhuǎn)移速度時(shí)，內(nèi)部區(qū)域B的峰值強(qiáng)度約為外部區(qū)域A的2倍，區(qū)域A的最大撞擊信號(hào)是區(qū)域B的1.3-2.5倍；初始垂向應(yīng)力越大，類巖各區(qū)的峰值強(qiáng)度和峰值變形越低，聲發(fā)射最大撞擊信號(hào)越低，最大撞擊信號(hào)發(fā)生時(shí)間越早；應(yīng)力轉(zhuǎn)移速度越大，類巖各區(qū)的峰值強(qiáng)度越高，峰值應(yīng)變?cè)降?，各區(qū)的最大撞擊信號(hào)越高，最大撞擊信號(hào)發(fā)生時(shí)間越早。
　　3、基于聲發(fā)射撞擊特征參數(shù)研究了類巖的采動(dòng)應(yīng)力損傷模