基于数字图像相关方法的煤岩表面应变场及裂纹演化特征
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作者
张沛
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单位
西安科技大学能源学院西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室
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摘要
基于数字图像相关方法,开展了煤岩体试样单轴压缩破坏的裂纹演化特征及破坏过程研究,分析了试样破坏过程的表面应变场、变形局部化带的拉伸位移演化和错动位移演化特征,精细化分析煤岩体变形破坏过程。研究结果表明:(1)根据试样的应力-应变曲线特征,将试样分为缓慢破坏型和瞬间破坏型。缓慢破坏型试样的破坏过程较为平稳,裂纹宽度较小。瞬间破坏型试样破坏过程较为剧烈,表面裂纹宽度增加,表现出明显的岩爆现象。(2)加载过程中,缓慢破坏型试样先产生应变集中后,裂纹沿变形局部化带扩展延伸并逐渐贯通;瞬间破坏型试样在应力峰值后试样表面瞬间产生宏观裂纹。(3)试样表面应变演化特征与加载过程中应力变化特征对应,反映了裂纹扩展规律。缓慢破坏型试样在加载过程中表面应变变化过程较为缓慢,并在后期呈现波动状态;瞬间破坏型试样在应力峰值点处,拉伸应变瞬间突增达到峰值,导致试样破坏。
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关键词
数字图像煤岩体应变场裂纹演化
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文章目录
0 引言
1 煤岩体渐进性破坏试验
1.1 试样制备
1.2 试验系统
2 试验结果分析
2 组试样的应力-应变曲线如图3所示。
3 煤岩体表面应变场演化特征分析
3.1 缓慢破坏型试样表面应变演化
3.2 瞬间破坏型试样表面应变演化
4 煤岩体表面裂纹演化特征分析
4.1 缓慢破坏型试样表面裂纹演化
4.2 瞬间破坏型试样表面裂纹演化
5 结语