煤样力学特性与裂隙演化：CT扫描的定量分析

本研究论文探讨了煤样力学特性和内部裂隙演化之间的关系，采用X射线工业CT技术对煤样在单轴加载的不同阶段进行详细的非破坏性扫描。这项工作旨在通过观察煤样的微观结构变化和裂隙的发展动态，以理解其力学行为和稳定性。CT扫描获取了煤岩在不同应力状态下的高分辨率图像，这些图像反映了煤样的内部密度分布，从而间接反映了裂隙的形成和发展情况。 作者们利用CT图像的灰度统计特征值，如平均灰度、方差等，来定量分析煤样内部的密度变化。这些特征值的变化揭示了裂隙随加载过程的演变，因为密度下降通常意味着裂隙的扩展。此外，通过计算CT图像之间的差值图像，研究人员能够更精确地追踪裂隙缺陷的体积变化，这进一步揭示了宏观形变阶段内部裂隙的具体响应。 本文的关键技术是工业CT技术，它提供了无损检测的能力，使得在不破坏煤样结构的情况下进行细致的研究。通过对比分析单轴加载过程中的CT图像，研究者得出了关于煤样力学性能和裂隙形成规律的重要见解。研究成果对于了解煤的物理特性、预测其在开采和使用过程中的稳定性，以及优化采掘策略具有重要的理论和实际价值。 该研究不仅深化了我们对煤样力学特性的理解，还展示了工业CT作为一种强大的工具在材料科学中的应用，特别是在研究复杂材料内部结构演化和断裂机制方面。这对于煤炭行业的工程实践和技术改进具有显著的推动作用。