不同高比灰岩-煤组合体变形破坏特征实验研究

为探究不同岩煤(高度)比的灰岩-煤组合体试样变形破坏特征，首先，对5组组合体试样进行了单轴压缩试验；其次，基于声发射系统和XTDIC三维全场应变测量系统，采集了加载全程试样声发射信号及其表面应变信息；最后，从变形场演化、回弹变形、能量耗散和声发射特征等方面，定量揭示了组合体试样的变形破坏特征。研究结果表明：随着岩煤高比增大，组合体试样单轴压缩强度和弹性模量均呈增大趋势，其破坏均发生在煤样内，由张拉破坏向拉-剪混合破坏转变，塑性破坏增强；变形局部化带首先出现在煤样原生裂纹区域，且随着裂纹的起裂、扩展而发生交汇，进而诱发煤样破坏；同时，煤样破坏导致灰岩回弹变形，随着岩煤高比增大，灰岩回弹变形量由0.042 mm递减至0.008 mm，回弹变形率由0.210%递减至0.010%，回弹变形量和回弹变形率整体呈递减趋势。随着岩煤高比增大，组合体试样峰前弹性能密度占比由98.56%递增至99.86%，外界能量转化为弹性能的能力增大，峰后弹性能转化为峰后释放能和剩余弹性能的能力增大，破坏后宏观裂纹增多且动力显现程度增大。组合体试样声发射能量率信号具有明显的时效特征，分为波动、静寂、活跃和骤增4个阶段...