循环载荷下煤样力学特性与损伤演化规律的试验研究

"循环载荷下煤样力学特性和损伤演化规律试验研究" 该研究主要关注在循环应力作用下煤样的力学行为及其损伤演化的规律。研究人员采用TAW-2000压力机和SH-Ⅱ声发射系统对煤样进行了实验，以深入理解煤体在动态加载条件下的破坏模式和稳定性。 首先，随着循环峰值应力的增加，煤样的循环峰值轴向应变、径向应变以及塑性变形都呈现出线性增长的趋势。这意味着煤体在受力过程中变形逐渐加剧，可能导致结构的不稳定。煤样在循环载荷作用下会逐渐破碎成多个形状不规则的块体，这反映了其内部结构的破坏过程。 其次，随着循环应力的增大，测试曲线显示了明显的迁移效应，表明煤样的力学特性在循环过程中发生了改变。体应变的增长呈现出离散-密集-离散的特征，这可能与煤体内部的微裂纹形成和扩展有关。此外，弹性模量的变化和泊松比的波动是判断煤样是否接近破断的重要指标，它们可以提供一次和二次预判的依据。 声发射技术在该研究中起到了关键作用。随着循环次数的增加，声发射计数不断增大，特别是在第7次循环后，计数增长加快，表明煤样进入了明显的塑性阶段，即煤体内部的微裂纹活动加剧。声发射能量的异常增长则预示着煤样即将发生失稳破坏，加载阶段的能量增长趋势先慢后快再极速，卸载阶段则相对平缓，这种差异性揭示了煤样在加载和卸载过程中的不同响应。 最后，加卸载响应比经历了典型的四个阶段，整体呈现“U”型变化，这可能是由于煤样在加载过程中积累损伤，然后在卸载时释放，形成了一种动态的损伤累积和释放过程。这一发现对于预测煤体在实际开采过程中的稳定性具有重要意义。 该研究通过实验揭示了循环应力下煤样的力学特性和损伤演化规律，为矿井安全开采提供了理论支持，并且声发射技术的应用为实时监测煤体状态提供了有效手段。这些发现对于预防矿井事故、提高开采效率和保障矿工安全具有深远的实践价值。