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不同应力路径下含瓦斯煤的声发射特性与能量演化规律
引用本文:陈结,张允瑞,蒲源源,杜俊生,舒龙勇,赵旭生,张志刚,Derek B.Apel.不同应力路径下含瓦斯煤的声发射特性与能量演化规律[J].中南大学学报(自然科学版),2023(6):2323-2337.
作者姓名:陈结  张允瑞  蒲源源  杜俊生  舒龙勇  赵旭生  张志刚  Derek B.Apel
作者单位:1. 重庆大学资源与安全学院;2. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室;3. 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院;4. 煤炭科学研究总院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室;5. 中煤科工集团重庆研究院有限公司;6. 阿尔伯塔大学石油与矿业工程学院
基金项目:国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804201,2017YFC0804202);;国家自然科学基金资助项目(52104077);
摘    要:为了研究含瓦斯煤在不同扰动作用下的声发射特性和能量演化规律,利用多场煤与瓦斯突出过程宏细观试验系统,开展6种应力路径下的含瓦斯煤轴向加卸载试验,分析应力路径对含瓦斯煤声发射特性和变形特性的影响,并得到含瓦斯煤在循环加卸载过程中的能量演化特征及储能规律。研究结果表明:含瓦斯煤在吸附过程中的振铃计数随吸附时间增长而减少,根据出气口压力变化趋势将吸附过程分为3个阶段,分别为外扩散阶段、内扩散阶段和吸附饱和阶段;含瓦斯煤在加卸载过程中的振铃计数主要分布在应力上升区段,出现了明显的Kaiser效应,累计振铃计数在循环加卸载路径下呈“阶梯”形增长,且随着循环次数增加和应力路径延长而增大;含瓦斯煤在不同循环加卸载路径下的能量演化规律具有一致性,各能量密度均随着轴向应力增加而呈现二次函数型增长,并经历了减速增长、线性增长和加速增长的3个阶段;同时,弹性能密度和总输入能密度之间存在线性关系,储能系数为定值且均在50%以上。

关 键 词:应力路径  加卸载  含瓦斯煤  声发射  能量演化
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