热冲击煤细观损伤与能量响应的相关性研究 |
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引用本文: | 王晓琪,马恒,齐消寒,高科,李胜男.热冲击煤细观损伤与能量响应的相关性研究[J].安全与环境学报,2023(2):458-466. |
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作者姓名: | 王晓琪 马恒 齐消寒 高科 李胜男 |
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作者单位: | 1. 辽宁工程技术大学安全科学与工程学院;2. 矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(52074148); |
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摘 要: | 为研究热冲击煤细观损伤和能量响应机制的相关性,以平煤十矿24130工作面的煤作为研究对象,借助4K科研相机研究了不同热冲击煤的细观结构特征和热冲击对煤的损伤致裂效应。采用HC-U7非金属超声波探测仪、电热鼓风干燥箱、伺服万能试验机等仪器,开展了不同温度热冲击煤样加载试验,研究了热冲击对煤体单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、动态破坏时间、冲击能量指数的影响规律,分析了热冲击煤细观结构、宏观破坏状态、煤物理参数与力学参数及能量指数之间的变化关系,并阐述了热冲击煤受力加载过程中煤能量响应机制。结果表明,煤体细观结构与煤能量响应机制具有较好的正相关性。热冲击煤能量响应特征的差异是由煤初始损伤造成的,煤损伤的存在削弱了煤储存弹性应变能并发生破坏的能力。热冲击温度越高,煤样孔隙越发育,孔隙周围更容易形成高应力区相互叠加,更大程度降低力学性能。损伤发育程度越高,能量积聚和耗散能量越低,峰值前能量积聚和峰值后能量释放越稳定,破坏前能量耗散行为的主导作用越明显。
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关 键 词: | 安全工程 热损伤 能量耗散 裂纹演化 致裂机理 超声波 |
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