顶板初始损伤对煤岩组合体破坏性态及能量演化的影响

• Published in: 河南理工大学学报（自然科学版） Vol. 42; no. 4; pp. 22 - 33
• Main Authors: 张文海, 潘鹏志, 马德芹, 吴振华
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院 武汉岩土力学研究所,湖北 武汉430071 01.07.2023; 西藏大学 工学院,西藏 拉萨 850000%中国科学院 武汉岩土力学研究所,湖北 武汉430071%西藏大学 工学院,西藏 拉萨 850000; 西南交通大学 地球科学与环境工程学院,四川 成都 610031
• Subjects: 顶板初始损伤; 单轴压缩; 煤岩组合体; 冲击作用; CASRock
• ISSN: 1673-9787
• DOI: 10.16186/j.cnki.1673-9787.2022010061

TD313; 采用CASRock对煤岩组合体开展单轴压缩破坏过程数值模拟试验,分析顶板初始损伤对煤岩组合体力学行为的影响.结果表明:(1)顶板初始损伤对煤岩组合体力学行为的影响程度与顶板中初始裂隙的几何分布密切相关,随着裂隙与水平面夹角增大,煤岩组合体由延性破坏向脆性破坏转变,同一裂隙倾角下,随着裂隙长度增加,煤岩组合体由脆性破坏向延性破坏转变,且裂隙与水平面夹角越小、长度越长、距离煤层越近对煤岩组合体力学行为影响越大,越能主导煤岩组合体的力学行为,煤体越不易发生破坏;(2)顶板含多裂隙时裂隙主导煤岩组合体力学行为能力更强,当顶板初始损伤较严重时,初始的裂隙网络会形成应力集中区,导致其对煤岩组合体力学行为影响能力变强;(3)单轴压缩条件下,劈裂破坏是主要的破坏形式,顶板初始损伤对煤岩组合体强度与变形能力的提升作用较强,当顶板裂隙对煤岩组合体力学行为影响较大但不主导其力学行为时,其释放能量效果较好,顶板初始损伤在一定程度上增强了对煤层的保护效果.