不同瓦斯压力下煤岩三点弯曲断裂特性研究

摘要

为探求含瓦斯煤Ⅰ型裂纹断裂韧度及断裂过程裂纹扩展特性,以原煤制作中心直裂纹半圆盘三点弯曲试样为研究对象,利用自行研制的带视窗的含瓦斯煤岩试验装置,开展了不同瓦斯压力条件下含瓦斯煤Ⅰ型裂纹断裂特性研究.研究结果表明:在瓦斯赋存状态下,随瓦斯压力的增大,Ⅰ型断裂韧度及断裂能耗呈逐渐降低的趋势;含瓦斯煤试样扰度逐渐增大,试样在破坏前塑性形变逐渐明显;裂纹初始扩展速度显著增加(瓦斯压力由0增加至1.5 MPa时,其初始扩展速度由78 m/s提高至239 m/s),且随裂纹长度的增加,扩展速度明显降低;通过数字散斑方法,清晰的描述试样表面变形及裂纹扩展过程,并得到裂纹扩展前的损伤区域.