不同煤岩比例及组合方式的组合体力学特性及破坏机制 论文

为研究不同煤岩比例及组合方式的组合体力学特性和破坏机制，对19种不同煤岩比例和组合方式的二元、三元组合体开展轴向压缩试验，从抗压强度、弹性模量、峰前能量、冲击能量指数等参数入手，分析组合体的力学特性；对构建的煤岩组合体相互作用模型进行理论分析，探究煤岩组合体的失稳破坏机理；从煤岩组合体的不同破坏形态入手，研究组合体破坏过程中的能量传递机制。

研究发现：组合体的抗压强度介于各组分抗压强度之间，且偏向于软弱组分的抗压强度，随着细砂岩比例的增加而增大；组合体的弹性模量随着细砂岩占比的增大而增大，且岩石的弹性模量越大，组合体的弹性模量也越大；有煤组分的组合体的峰前积聚能量较少，细砂岩与粗砂岩构成的组合体的峰前积聚能量较多，组合体的峰前能量随着细砂岩占比的增加而增多；组合体的冲击能量指数与细砂岩比例为线性关系，随着细砂岩占比的增加而增大；细砂岩组分对于组合体的抗压强度、峰前能量、冲击能量指数的影响较大，对组合体的力学特性和冲击效应起决定作用。

推导了煤岩组合体的弹性模量计算公式，从理论上揭示了组合体的弹性模量随岩石占比的增加而增加的规律；构建了煤岩组合体的力学模型，分析了组合体的失稳破坏机制。