基于连续介质损伤力学的新型煤层冲击倾向性评价指标体系

本文主要探讨了煤层冲击倾向性评价的新指标体系，这一研究基于煤岩微元强度的韦伯分布假设和连续介质损伤力学理论。作者构建了一个单轴压缩下的损伤统计本构模型，特别考虑了煤样的残余强度，这是对传统模型的一个重要改进。模型修正了动态损伤应变的计算方法，使其能够更准确地反映煤层在冲击载荷下的响应。 在研究过程中，作者将损伤因子、损伤速率和损伤加速度结合起来，深入分析了煤样在加载过程中的损伤演化规律，这对于理解和预测煤层在冲击下的行为至关重要。通过最小二乘法，他们成功地反演出能够精确描绘实验曲线的本构方程，并通过实验数据验证了该模型的有效性和准确性。 研究表明，考虑残余强度的损伤统计本构模型不仅能准确描绘煤岩在达到峰值强度后的应力-应变曲线变化，还能捕捉到关键的残余强度特性点。此外，修正后的动态损伤应变不再受加载方式的限制，可以在评估动态破坏时间方面提供更为通用的方法。 提出的关键评价指标是盈余能指数变化率，这个指标综合考虑了盈余能、峰后破坏过程中的应变能损失以及动态破坏时间的变化，从而全面地衡量煤层的冲击倾向性。结合最大损伤速率、修正后的动态损伤应变和盈余能指数变化率，研究人员开发出一套全新的、更为精细的煤层冲击倾向性评价指标体系。 这项研究为煤层冲击倾向性的定量评估提供了科学的理论基础和实用工具，对于提升煤炭开采过程中的安全性具有重要意义。通过这些新指标的运用，可以更有效地预测和防止因冲击引发的灾害，保障矿工的生命安全和煤炭工业的稳定发展。