煤岩采动响应与破坏机制：加载速率影响研究

"不同加载速率下煤岩采动力学响应及破坏机制" 本文是关于煤炭行业的研究，主要探讨了煤岩在不同加载模式和速率下的力学响应及其破坏机制。研究人员进行了详细的实验，包括单轴拉伸与压缩、常规三轴试验以及采动力学试验，对象为塔山煤样。实验结果显示，煤岩的力学特征参数和破坏特性会随加载模式的变化而变化。 在不同的加载速率下，煤岩的变形和破坏特性表现出显著差异。煤样在破坏前吸收的能量密度与轴向加载速率有密切关系。研究发现，应力偏量是导致煤样破坏强度增加和吸收能量密度提高的关键因素，它是破坏发生的根本原因。然而，这种效应受到围压临界值的控制，并且煤样的损伤过程具有时间效应，即损伤的发生并非瞬间完成，而是随时间逐渐发展。 为了更深入地理解这些现象，研究者建立了一个考虑了材料损伤的煤岩黏弹性模型屈服准则。这个模型综合考虑了有效体积应力、应力差、轴向加载速率和围压卸载速率的影响，能有效地解释因加载和卸载速率变化导致的材料屈服强度的变化。这为理解和预测煤矿动力灾害提供了理论依据。 这项研究对于煤矿安全和动力灾害预防具有重要的指导价值。通过揭示煤岩在不同加载条件下的力学行为，可以更好地预测和控制可能的动力灾害，如冲击地压，从而提高矿井作业的安全性。此外，提出的黏弹性模型屈服准则也为未来相关领域的工程实践和理论研究提供了新的工具和参考。关键词涵盖了加载速率、采动力学响应、常规三轴试验以及能量密度，表明这些是研究的核心内容。这项工作得到了国家自然科学基金青年基金、中国博士后科学基金和中央高校基本科研业务经费的资助，体现了其在学术界的认可度。