含瓦斯煤论文剪切裂纹细观力学.doc

含瓦斯煤论文：剪切裂纹细观力学【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。【摘要】近年来煤与瓦斯突出事故频发，给国家和人民生命财产带来极大的威胁，因此国家极为重视煤与瓦斯突出机理的研究。引起煤与瓦斯突出的因素较多，而从综合作用假说观点来看，煤与瓦斯突出主要是在内外营力作用下煤岩体产生剪切破坏所导致的一种矿井灾害，所以研究含瓦斯煤体在剪切荷载下的变形破坏过程，可为深入研究煤与瓦斯突出发生机理提供理论依据。由于原煤块内部裂隙较多，大多数原煤样难以加工成型，而型煤与原煤的力学特性差距较大，因此本文以型煤为研究对象，利用实验室自主研发的含瓦斯煤岩剪切细观实验装置分别对不同的水胶比、不同的成型压力、不同的粒径的型煤进行剪切细观实验，为型煤的成型条件和煤与瓦斯突出提供理论基础。通过本文研究，取到以下的研究成果：1）对不同成型条件含瓦斯煤的剪切变形与强度进行分析得到，不同水胶比的煤样抗剪强度随水胶比的减小几乎呈线性增大的趋势，且通过与原煤剪切曲线的比较发现，水胶比为5：5时型煤的抗剪强度与原煤几乎相同，但型煤破坏时的剪切位移远大于原煤，且随水胶比的增大而增大；不同成型压力的煤样抗剪强度随成型压力的增大呈先增大后减小的趋势，在成型压力为100MPa时强度最大；不同粒径煤样受压实度和瓦斯的影响，强度存在一定的波动，粒径对煤样的强度影响不大。2）对不同成型条件含瓦斯煤细观开裂时间演化规律分析可以发现，水胶比较大时，试件的开裂与裂纹的发育在峰值以前，裂纹贯通在峰值点后，而水胶比较小的时候，试件裂纹的出现、发展及贯通均在峰值强度以后；不同成型压力的试件开裂均出现在峰值点以后，峰后强度急剧下降，此时出现裂纹，随后伴随着强度的下降裂纹不断发展直至贯通；不同粒径的试件峰值前没有出现裂纹，峰值点后强度陡降，试件产生裂纹，随后裂纹不断扩展直到贯通。3）对不同成型条件含瓦斯煤细观开裂空间演化规律分析得到，不同水胶比的试件开裂均在中部，且水胶比越大试件越容易贯通，主裂纹宽度越大，次级裂纹越发育；不同成型压力的试件在中部开裂，同时成型压力越大，两端发展的裂纹与中部的裂纹越难贯通，主裂纹宽度越大，而次级裂纹随成型压力的增大先增多后减少；不同粒径的型煤开裂点在试件中部，且粒径越小，试件破坏越严重，主裂纹宽度越大，次级裂纹越发育。【关键词】含瓦斯煤；剪切；裂纹；细观力学；【篇名】不同成型条件下含瓦斯煤细观剪切破坏实验研究【目录】不同成型条件下含瓦斯煤细观剪切破坏实验研究摘要3-4ABSTRACT4-51 绪论8-161.1 问题的提出及研究意义8-91.2 国内外研究现状9-131.2.1 煤岩剪切破坏实验研究9-111.2.2 煤岩细观开裂扩展实验研究11-121.2.3 煤岩物理力学特性研究新进展12-131.3 研究内容与技术路线13-161.3.1 研究内容141.3.2 技术路线14-162 实验研究方法16-242.1 煤样的采集与制备162.2 实验装置16-222.3 实验方案与实验步骤22-242.3.1 实验方案222.3.2 实验步骤22-243 不同水胶比条件下含瓦斯煤细观剪切破坏24-383.1 含瓦斯煤变形与强度特征24-273.2 含瓦斯煤细观开裂时间演化规律27-323.2.1 细观开裂扩展演化过程27-303.2.2 不同水胶比条件下细观开裂扩展对比30-323.3 含瓦斯煤细观开裂空间演化规律32-363.3.1 细观开裂形态特征32-353.3.2 不同水胶比条件下细观开裂对比分析35-363.4 小结36-384 不同成型压力条件下含瓦斯煤细观剪切破坏38-524.1 含瓦斯煤变形与强度特征38-404.2 含瓦斯煤细观开裂时间演化规律40-464.2.1 细观开裂扩展演化过程40-454.2.2 不同成型压力条件下细观开裂扩展对比45-464.3 含瓦斯煤细观开裂空间演化规律46-504.3.1 细观开裂形态特征46-474.3.2 不同成型压力条件下细观开裂对比分析47-504.4 小结50-525 不同粒径条件下含瓦斯煤细观剪切破坏52-645.1 含瓦斯煤变形与强度特征52-535.2 含瓦斯煤细观开裂时间演化规律53-585.2.1 细观开裂扩展演化过程53-575.2.2 不同粒径条件下细观开裂扩展对比57-585.3 含瓦斯煤细观开裂空间演化规律58-635.3.1 细观开裂形态特征58-625.3.2 不同粒径条件下细观开裂对比分析62-635.4 小结63-6