劈裂实验中不同岩石力学行为特征

摘要

为提高厚煤层开采围岩控制效果,研究了煤、泥岩、砂岩在受拉应力环境中的力学行为特征,结果表明:煤、泥岩、砂岩的平均抗拉强度分别为1.25,3.45,12.85 MPa,抗拉强度变异性系数分别为29.12%,18.67%和11.52%;劈裂裂纹在煤、泥岩、砂岩中的扩展速度依次升高,贯穿用时分别为0.006,0.004,0.001 s;煤中弹性应变能转变为裂纹表面能,泥岩中应变能转变为裂纹表面能、声能,砂岩中应变能转变成裂纹表面能、声能、半圆盘动能;煤体拉伸破坏受原生微裂隙影响,泥岩拉伸破坏受不规则坚硬晶体颗粒影响,砂岩则主要受最大拉应力平面控制;煤、泥岩、砂岩破断面的平均粗糙度分别为18.53,20.60和15.33,岩石劈裂断面粗糙度增大,围岩稳定性增强.