预制裂纹煤样单轴压缩：表面电位变化与影响机制

"预制裂纹煤样单轴压缩表面电位实验研究" 该研究主要关注的是在预制裂纹条件下，煤样的单轴压缩性能及其表面电位的变化规律。实验通过观察和分析预制裂纹对煤样的影响，揭示了煤体内部破裂发展与表面电位之间的密切关系。在实验过程中，研究人员发现预制裂纹显著降低了煤样的承载强度，同时使得表面电位的幅值也明显减小。这一现象表明，裂纹的存在会增加煤样在受压时的不稳定性。 当煤样在单轴压缩下达到峰值应力时，载荷的卸载幅度增大，导致表面电位出现大幅度升高。这可以解释为，随着煤体内部结构的破坏加剧，自由电荷的释放增加了，从而导致电位的显著变化。峰值应力过后，煤样中存在明显的残余电位，这可能是由于裂纹扩展后形成的新的接触面和电荷分布的结果。 表面电位的变化规律与加载过程中的载荷变化以及预制裂纹的状态紧密相关。这种关联性意味着，通过监测表面电位的变化，可以实时了解煤样内部的破裂状态和发展趋势。这对于预测含宏观缺陷的煤体在压力作用下的行为，以及预防煤矿开采过程中的岩层动力灾害具有重要的理论和实际意义。 这项工作采用了科学的实验方法，如单轴压缩测试，结合电位测量技术，为理解和预测有裂纹煤体的行为提供了新的视角。实验结果对于理解煤岩力学性质、评估矿井的安全性以及优化采矿工程设计具有重要参考价值。此外，此研究还得到了多项科研基金的支持，包括国家自然科学基金和中国矿业大学的科研基金，显示了其在学术领域的影响力和实际应用潜力。 关键词涉及预制裂纹、单轴压缩、表面电位和自由电荷，这些都是关键的研究要素。预制裂纹是影响煤体稳定性的关键因素，单轴压缩则是模拟地应力条件下的实验手段。表面电位作为煤样内部破裂的敏感指标，能够反映出自由电荷的活动，而自由电荷的移动则反映了煤样内部结构的变化。这些研究成果对于深化理解煤岩力学特性和矿井安全具有深远的影响。