煤岩组合体单轴压缩下的细观-宏观破坏演化机理

摘要

采用工业CT检测系统和专用加载设备，对煤岩组合体单轴压缩载荷下进行实时CT扫描，从细观尺度研究了煤岩组合体的破坏演化机理，同时利用莫尔强度理论对煤岩组合体的应力、应变进及煤岩组合强度进行了计算分析，建立起煤岩组合体从细观-宏观变形破坏的关系及演化机理。研究结果表明：煤岩组合体破坏演化机理为煤岩组合体内的微裂纹在单轴压缩下不断萌生、扩展，形成了许多长裂纹，并且随加载的进行从下到上贯通后汇集成一个剪切破裂带，从而煤岩组合体演化为宏观剪切破坏；煤岩组合在单轴压缩应力状态下，在交界层面处岩石的强度降低了而煤的强度提高了。研究结果可为进一步研究煤层-顶底板力学系统的破坏及冲击地压的发生机理提供依据。