最新成果丨齐庆新研究员:煤岩弹性变形能的表(3)
目前的制约在于,无论是对于细观结构空间特征的描述还是针对其空间特征力学效应的试验,通常都采用了简化的手段以降低研究难度,而煤岩的复杂性体现在其随机多变的裂隙等结构要素上,上述简化操作恰恰忽略了这一关键因素,如裂隙发育对于结构强度的弱化作用,细观结构破断对于周边结构所产生的连带影响等,也正是由于此类的简化导致了室内测试结果对于工程实际参考性较弱的现状。
煤矿开采作为工程问题,通常存在对于准确性要求不高的惯性认知,但需要明确的是,危险状态的可靠判识是基于临界状态的准确描述,状态描述愈接近真实情况,所得结论的可靠性也将愈高,而随着工程条件下地面压裂、超长钻孔等大范围结构干预手段的成熟,将不再具备通过经验进行技术参数试错的空间,因此,煤岩细观结构甚至是冲击危险性的定量描述显然是具有现实意义的。
结 论
1)通过构建圆柱试样简化的弹性统计损伤物理模型,明确了变形能演化的底层物理行为,即变形能(包括弹性能)是在部分细观结构继续承载、部分细观结构断裂的过程中逐渐累积,简单用应力-应变曲线的峰前线下积分描述能量积聚、峰后线下积分描述能量耗散将造成与实际情况的不符。2)在考虑试件中承载结构变形和破断同时发生的前提下,试件整体产生 Δtu位移时,变形势能的增量ΔWti,等于该时步试件中仍具有承载能力结构中新增的变形能ΔW′ti,与该时步破断承载结构所释放的变形能 ΔW'′ti之差,而由结构面摩擦、裂隙发育等造成的能量耗散将在后续工作中予以丰富,以获得更为准确的结果。 3)基于物理模型指出,ΔW′ti+1项的物质载体是当前时步仍然具有承载能力的完整结构,据此进行弹性能描述更为合理,并依据实际可测的原则,给出了该指标基于荷载-时间曲线和声发射信息的计算路径
引用格式
齐庆新,李海涛, 郑伟钰,等.煤岩弹性变形能的表征物理模型及实测方法[J].煤炭科学技术,2022,50(1):70-77.QI Qingxin,LI Haitao,ZHENG Weiyu,et model and measurement method for elastic deformation energy characterization of coal and rock[J].Coal Science and Technology,2022,50(1):70-77.

免责声明:以上内容转载自煤炭科学技术,所发内容不代表本平台立场。
全国能源信息平台联系电话:010-65367702,邮箱,地址:北京市朝阳区金台西路2号人民日报社
文章来源:《煤炭科学技术》 网址: http://www.mtkxjs.cn/zonghexinwen/2022/0215/561.html