岩石力学与工程学报
巖石力學與工程學報
암석역학여공정학보
CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING
2013年
2期
308-316
,共9页
刘恺德%刘泉声%朱元广%刘滨
劉愷德%劉泉聲%硃元廣%劉濱
류개덕%류천성%주원엄%류빈
采矿工程%煤岩%层理%抗拉强度%单轴压缩试验%垂直%平行%各向异性
採礦工程%煤巖%層理%抗拉彊度%單軸壓縮試驗%垂直%平行%各嚮異性
채광공정%매암%층리%항랍강도%단축압축시험%수직%평행%각향이성
mining engineering%coal%bedding%tensile strength%uniaxial compression test%vertical%parallel%anisotropy
针对淮南矿区B10煤层以水平层理为主,且层理性较强的特点,通过巴西劈裂及单轴压缩试验,研究煤岩在垂直和平行于层理面方向上的拉、压力学特性.研究结果表明:(1)煤岩垂直和平行于层理面方向抗拉强度均具有明显的离散性,但前者离散程度更大;对比两者均值,前者显然小于后者,各向异性显著.(2)宏观煤岩成分分布的随机性及其物理力学性质的差异是导致煤岩抗拉特性离散性的重要条件；而宏观煤岩成分的条带状分布特点,以及煤岩割理系统分布的方向性,则是决定煤岩力学特性各向异性的内在原因.(3)煤岩垂直与平行于层理面方向单轴压缩轴向应力-应变曲线相比,前者峰前变形特征相似,力学性态稳定,峰后应力跌落迅速,脆性特征明显；后者则峰值前、后各曲线均变形各异,力学性态不稳定.煤样的轴向峰值应变均小于1％,变形特征属脆性破坏.(4)垂直和平行于层理面方向单轴压缩煤样的断口破坏形态分别以剪切和劈裂破坏为主,且2个方向的单轴压缩强度及变形参数均具有明显差异,各向异性特征显著.(5)煤岩垂直和平行于层理面方向单轴压缩特性均具有一定的离散性,但后者离散程度更大.(6)煤岩单轴抗压强度远大于抗拉强度,垂直和平行于层理面方向单轴抗压强度分别为抗拉强度的40.1和14.7倍.
針對淮南礦區B10煤層以水平層理為主,且層理性較彊的特點,通過巴西劈裂及單軸壓縮試驗,研究煤巖在垂直和平行于層理麵方嚮上的拉、壓力學特性.研究結果錶明:(1)煤巖垂直和平行于層理麵方嚮抗拉彊度均具有明顯的離散性,但前者離散程度更大;對比兩者均值,前者顯然小于後者,各嚮異性顯著.(2)宏觀煤巖成分分佈的隨機性及其物理力學性質的差異是導緻煤巖抗拉特性離散性的重要條件；而宏觀煤巖成分的條帶狀分佈特點,以及煤巖割理繫統分佈的方嚮性,則是決定煤巖力學特性各嚮異性的內在原因.(3)煤巖垂直與平行于層理麵方嚮單軸壓縮軸嚮應力-應變麯線相比,前者峰前變形特徵相似,力學性態穩定,峰後應力跌落迅速,脆性特徵明顯；後者則峰值前、後各麯線均變形各異,力學性態不穩定.煤樣的軸嚮峰值應變均小于1％,變形特徵屬脆性破壞.(4)垂直和平行于層理麵方嚮單軸壓縮煤樣的斷口破壞形態分彆以剪切和劈裂破壞為主,且2箇方嚮的單軸壓縮彊度及變形參數均具有明顯差異,各嚮異性特徵顯著.(5)煤巖垂直和平行于層理麵方嚮單軸壓縮特性均具有一定的離散性,但後者離散程度更大.(6)煤巖單軸抗壓彊度遠大于抗拉彊度,垂直和平行于層理麵方嚮單軸抗壓彊度分彆為抗拉彊度的40.1和14.7倍.
침대회남광구B10매층이수평층리위주,차층이성교강적특점,통과파서벽렬급단축압축시험,연구매암재수직화평행우층리면방향상적랍、압역학특성.연구결과표명:(1)매암수직화평행우층리면방향항랍강도균구유명현적리산성,단전자리산정도경대;대비량자균치,전자현연소우후자,각향이성현저.(2)굉관매암성분분포적수궤성급기물리역학성질적차이시도치매암항랍특성리산성적중요조건；이굉관매암성분적조대상분포특점,이급매암할리계통분포적방향성,칙시결정매암역학특성각향이성적내재원인.(3)매암수직여평행우층리면방향단축압축축향응력-응변곡선상비,전자봉전변형특정상사,역학성태은정,봉후응력질락신속,취성특정명현；후자칙봉치전、후각곡선균변형각이,역학성태불은정.매양적축향봉치응변균소우1％,변형특정속취성파배.(4)수직화평행우층리면방향단축압축매양적단구파배형태분별이전절화벽렬파배위주,차2개방향적단축압축강도급변형삼수균구유명현차이,각향이성특정현저.(5)매암수직화평행우층리면방향단축압축특성균구유일정적리산성,단후자리산정도경대.(6)매암단축항압강도원대우항랍강도,수직화평행우층리면방향단축항압강도분별위항랍강도적40.1화14.7배.
