煤体峰后应变软化与冲击地压关系研究

"该文研究了孔隙煤体的峰后应变软化特性及其对工作面冲击地压的影响。通过SEM结构分析，引入损伤参数到煤的本构模型，并结合单轴应力-应变试验，探讨了Weibull参数m与煤体峰后线性降模量λ的关系，揭示了煤体损伤对峰后应变软化的影响。进一步，利用能量原理分析了峰后应变软化与冲击地压发生的关联，并提出了双线性应力应变模型，计算了冲击地压发生时煤体峰后应变软化的临界范围，为孔隙煤体峰后应变软化对冲击地压影响的定量评估提供了依据。" 这篇研究深入探讨了孔隙煤体的力学特性，特别是在煤体遭受破坏后的峰后应变软化现象。峰后应变软化是指材料在达到峰值强度后，其弹性模量下降，导致材料强度显著降低，这一过程在煤体中尤其显著，因为煤体内部的孔隙结构在受压后会改变，导致材料的整体稳定性减弱。研究者使用扫描电子显微镜（SEM）来观察和分析煤体的微观结构，发现这些孔隙对煤体的力学响应有重要影响。 文章中提到的Weibull参数m是一个统计参数，用于描述材料强度的分布特征。较高的m值通常表示材料的强度分布更集中，而较低的m值则表明强度分布更分散。通过煤块的单轴应力-应变试验，研究者发现m值与煤体的线性降模量λ之间存在线性关系，这表明煤体的损伤程度直接影响其峰后应变软化的程度。损伤参数的引入使得模型能更好地模拟实际煤体的非线性行为。 研究还基于能量原理分析了峰后应变软化与工作面冲击地压的因果关系。冲击地压是一种严重的煤矿灾害，通常发生在高强度应力下的开采过程中。当煤体经历峰后应变软化，其能量释放可能导致突然的动力失稳，从而引发冲击地压。因此，峰后应变软化被认为是冲击地压发生的必要条件。 为了量化这种影响，研究者将孔隙煤体的本构关系简化为双线性模型，这允许他们预测在何种条件下煤体会经历足够的软化以触发冲击地压。通过具体工程实例，他们确定了临界应变软化范围和对应的Weibull参数取值，这为预防和控制冲击地压提供了实际指导。 总结来说，这篇研究揭示了孔隙煤体的峰后应变软化与冲击地压之间的密切联系，并提供了一种通过调整Weibull参数和监测煤体应变状态来预测和防止冲击地压的方法。这对于煤矿安全管理和开采设计具有重要的理论和实践意义。