煤巖蠕變試驗及其災(zāi)變模型

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摘 要 ：為全面揭示煤巖長歷時蠕變破壞機制，開展了長歷時煤巖單軸壓縮分級蠕變聲發(fā)射試驗，分析了不同應(yīng)力水平下煤巖蠕變變形和聲發(fā)射規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，把臨界冪律災(zāi)變函數(shù)引入理想黏彈塑性體，并與Burgers體串聯(lián)，建立煤巖災(zāi)變?nèi)渥兡Ｐ?。結(jié)果表明：煤巖單軸蠕變經(jīng)歷減速、穩(wěn)定和加速蠕變3個階段，聲發(fā)射參數(shù)的變化規(guī)律能很好地反映煤巖蠕變3個階段的變形特征；減速蠕變階段內(nèi)聲發(fā)射事件較活躍，穩(wěn)定蠕變階段內(nèi)低應(yīng)力水平下聲發(fā)射活動比中應(yīng)力水平多，當(dāng)從穩(wěn)定蠕變階段到加速蠕變階段時，煤巖突然宏觀脆性破壞，應(yīng)變發(fā)生突變，聲發(fā)射突然增大，呈現(xiàn)災(zāi)變破壞特征；高應(yīng)力水平下的減速和穩(wěn)定蠕變階段煤巖內(nèi)部裂隙充分且均勻發(fā)育，最終導(dǎo)致煤巖發(fā)生粉碎性的災(zāi)變破壞，這一破壞特征不同于單軸壓縮破壞的剪切破壞；煤巖災(zāi)變?nèi)渥兡Ｐ湍苋骟w現(xiàn)煤巖減速、穩(wěn)定和加速蠕變階段，已有幾種非線性蠕變模型預(yù)測高應(yīng)力水平蠕變試驗結(jié)果相關(guān)系數(shù)最大為0.74，而災(zāi)變?nèi)渥兡Ｐ皖A(yù)測的相關(guān)系數(shù)大于0.97。（剩余21171字）