期刊订阅
广告服务
  • 中文
    EN
  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

当前位置:首页 > 论文管理 > 含水率影响下砂质泥岩直剪特性及声发射特征

含水率影响下砂质泥岩直剪特性及声发射特征

作者(Author):

  • 姚强岭
  • 王伟男
  • 杨书懿
  • 方杰
  • 周保精

作者单位:

  • 国家能源集团 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室
  • 中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室
  • 山西师范大学 国有资产与实验室管理处

关键词:

  • 水-岩作用
  • 直剪
  • Mohr-Coulomb准则
  • 声发射
  • 显微特征
  • 摘要
  • 论文图表
  • 相关文章
  • 引用格式

剪切破坏是煤矿开采中岩石破坏的主要类型之一。开采扰动引起顶板覆岩结构与完整性遭到破坏,致使含水层以层间径流向垂向径流转变,水-岩作用下岩石剪切破坏特征将发生显著改变。为研究水作用下岩石剪切破坏特征演化规律,以神东矿区乌兰木伦煤矿3-1煤顶板砂质泥岩为研究对象,通过薄片显微鉴定试验得到了其组分及微结构特征;结合无损浸水试验装置测试了其含水率随时间变化规律,确定了砂质泥岩含水率状态,为研究含水率影响下砂质泥岩直剪特性演化规律提供了可能;利用自制的岩石直剪试验系统,并结合声发射监测结果,探讨了含水率影响下砂质泥岩直剪变形破坏规律、强度损伤及声发射特征。结果表明:砂质泥岩具有水平层理构造,其中的粉砂质碎屑质量分数为40%,泥质质量分数为60%,黏土矿物主要为高岭石和伊蒙混层,占整体矿物成分的75%;根据岩样含水率随浸水时间变化规律,将其划分为快速增长(0~18 h)、缓慢增长(18~42 h)和稳定(42 h~)3个阶段;随着含水率增加,岩样抗剪强度、黏聚力和内摩擦角分别呈指数、负指数和线性降低;由干燥到饱和,黏聚力和内摩擦角分别下降77.9%和33.3%;随着含水率增加,岩样声发射累计计数逐渐减小,破坏后宏观主裂隙平整度降低;峰值破坏阶段低含水率岩样产生大尺度张拉裂隙,高含水率岩样产生小尺度张拉裂隙。

姚强岭,王伟男,杨书懿,等.含水率影响下砂质泥岩直剪特性及声发射特征[J].煤炭学报,2021,46(9):2910-2922. YAO Qiangling,WANG Weinan,YANG Shuyi,et al.Direct shear and acoustic emission characteristics of sandy mudstone under the effect of moisture content[J].Journal of China Coal Society,2021,46(9):2910-2922.
  • 地址:北京市朝阳区和平街13区煤炭大厦

  • 邮编:100013

  • 编辑部电话:(010)87986411

  • 传真:(010)84262114