深部煤岩组合体非线性破坏模型与参数分析

"深部煤岩组合体的整体破坏机制及其非线性模型是矿业科学研究的重要领域，该研究由中国矿业大学(北京)的左建平等学者进行。他们建立了一个基于工程应变和自然应变的非线性理论模型，用于描述深部煤岩组合体在受压情况下的行为。模型对实验数据的拟合效果良好，并揭示了模型参数与煤岩特性之间的关系。" 在深部煤矿开采中，煤岩组合体的稳定性至关重要，因为煤本身含有大量微裂隙和孔隙，这使得其力学性质复杂多变。研究中，作者将岩石视为硬部分，而煤及其内部结构则构成软部分。他们通过分析工程应变（通常在实验室条件下测量）和自然应变（反映实际地下环境中的应变），构建了一个能够描述这种复杂材料行为的非线性模型。 该非线性模型的建立，旨在更准确地预测煤岩组合体在受压状态下的变形和破坏过程。通过对比模型预测与单轴压缩试验结果，表明模型能够有效捕捉煤岩组合体的非线性响应。在模型简化和参数讨论环节，研究人员发现参数a近似等于1，这可能表示模型的基本线性特性；参数b和c则与煤样的尺寸和弹性模量有关，增大b会延长非线性段，且速率基本恒定；增大c也会导致非线性段增长，但增长速率逐渐减小，同时随着轴向荷载增加，线性段逐渐合并。 这些发现对于理解和预测深部矿井中煤岩组合体的破坏模式，以及制定有效的安全开采策略具有重要意义。通过调整模型参数，可以更精确地模拟不同条件下的煤岩行为，从而有助于预防和控制矿井事故，提高开采效率和安全性。 关键词涉及的领域包括岩石力学、煤岩组合体的裂隙特性、非线性力学模型、工程应变的应用以及自然应变的考虑，这些都是深入理解地质体行为的关键因素。该研究不仅对矿产资源开发有直接指导作用，也为地质灾害预防和岩土工程提供了理论支持。 此篇研究发表于《矿业科学学报》2017年第二期，得到了多项国家级和地方级科研项目的资助，体现了其在学术和实践领域的价值。作者左建平是裂隙岩体破坏力学和本构理论的专家，他的工作对于推动矿业科技进步和人才培养具有积极作用。