复合煤岩受载破裂研究：力电热耦合模型

"受载复合煤岩变形破裂力电热耦合模型" 在煤炭开采领域，理解和预测煤岩的力学行为对于矿井的安全至关重要。本文主要探讨了一种名为“受载复合煤岩变形破裂力电热耦合模型”的理论，该模型是针对由顶板岩、煤层和底板岩组成的复合煤岩结构在受载情况下，考虑了其力学性质、电磁效应和温度变化的综合影响。研究人员采用了自主设计的电磁辐射信号采集系统和高精度红外热成像仪，以捕捉煤岩在受载破裂过程中释放的电磁辐射和温度变化。 首先，研究发现复合煤岩的弹性模量与温度之间存在明显的负相关关系，即随着温度的升高，煤岩的弹性模量会降低。这一现象可能与煤岩内部的微结构变化以及热诱导的材料损伤有关。通过引入热损伤的概念，并结合力电耦合模型，研究人员提出了一个复合损伤因子，进一步构建了力电热耦合模型。这个模型不仅考虑了加载过程中的力和电效应，还纳入了温度变化对煤岩性能的影响。 为了验证新模型的有效性，研究人员对实验数据进行了拟合。通过比较力电耦合模型和力电热耦合模型对同一试样模型参数m的拟合结果，发现新提出的力电热耦合模型能更准确地描述复合煤岩的力学特性，其参数复相关系数有显著提升。这表明考虑热损伤因素对于提高模型预测精度具有重要意义。 该研究的创新点在于，它提供了一个更全面的框架来理解煤岩在受载下的行为，特别是考虑了温度变化的影响。这对于预防矿井事故，如煤岩突然破裂引起的冲击地压，以及优化开采策略具有重要的理论和实践价值。此外，所开发的信号采集系统和分析方法也为未来类似的研究提供了技术基础。 关键词: 受载煤岩；电磁辐射；变形破裂；力电热耦合模型 中图分类号: TD326 文献标志码: A 文章编号: 0253－9993(2016)11－2764－09 收稿日期: 2016－03－10 修回日期: 2016－08－22 责任编辑: 毕永华 基金项目: 国家自然科学基金青年基金资助项目(51204087，51604141)