不同加载速率下非均质煤样能量耗散损伤本构关系

摘要

为了探究加载速率对非均质煤样力学响应的影响,基于SAM-2000岩石力学试验系统,开展了不同加载速率下非均质煤样单轴压缩试验。结果表明:随加载速率增加,煤样飞溅煤屑尺度越大、飞溅距离越远、完整性越差、能量释放程度越猛烈,属于劈-剪复合型破坏形态;峰值强度、弹性模量均随加载速率增加而先近似垂直骤增后再平稳增加,均满足有理函数Rational5关系;峰值应变先快速降低后逐渐趋于平稳,满足衰减指数函数关系;峰值点总能量随加载速率增加,先近似垂直骤增后再平稳减小,弹性能先近似垂直骤增后再平稳增加,两者变化规律均满足有理函数Rational 5关系;耗散能随加载速率增加产生2个拐点,先以近似垂直骤降至第1拐点后再近似垂直陡升至第2拐点,再快速减小;比吸能随加载速率增加先近似垂直陡增至拐点后,接着快速下降,再平缓减小;峰值时弹性能占比均高于破坏时弹性能占比,且两者之间至少相差40.12%,峰值时总能量以弹性能为主、耗散能为辅,破坏时反之亦然;推导了不同加载速率下煤样能量耗散损伤本构关系,且拟合度高。