原生裂纹对煤岩剪切破坏宏细观演化规律的影响研究.pdfVIP

第 32卷 第 1期 岩石力学与工程学报 V0l1-32 No．1 2013年 1月 ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering Jan．，2013 原生裂纹对煤岩剪切破坏宏细观演化规律的 影响研究 许 江 ，程立朝 ～，谭皓月 ，王 雷 ，吴 慧 r1．重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆 400044；2．河北工程大学 资源学院，河北 邯郸 056038) 摘要：利用 自主研发的煤岩细观剪切加载试验装置，开展不同加载速率剪切载荷作用下，含水平和垂直表面原生 裂纹煤岩的裂纹开裂扩展时空演化模式、宏观裂纹形态及细观裂纹贯通机制的研究。研究结果表明：水平表面原 生裂纹影响煤岩宏观裂纹发育数 目，破坏后宏观形态呈 H型或H+L型，而垂直表面原生裂纹对宏观裂纹发育数 目无影响，破坏后宏观形态呈L型；原生裂纹对新裂纹发展演化的影响限于预定剪切面附近局部区域 内，位于预 定剪切面远处的原生裂纹，以及煤岩岩样制作中在预定剪切面远处产生的岩样缺损，其形态均未发生明显变化， 未对剪切面附近宏观裂纹发育产生明显影响；在预定剪切面附近，后期产生的宏观主裂纹会引起前期右侧产生的 裂纹受压而闭合，预定剪切面左侧的非贯通垂直原生裂纹，对宏观主裂纹的起裂、扩展无影响；细观分析表明， 水平表面原生裂纹使煤岩局部破坏模式复杂多样化，包括压破坏、拉破坏、剪破坏及组合破坏模式，导致裂纹开 裂位置可能出现在煤岩中部原生裂纹处，而垂直表面原生裂纹对煤岩破坏模式影响不明显。 关键词：岩石力学；水平裂纹；垂直裂纹；细观观测；剪切试验 中图分类号：Tu45 文献标识码：A 文章编号：1000—6915(2013)01—0033—08 EFFECTSoFoRIGINAL CRACKSoN M ACRo．M ESo EVoLUTIoN LAW oFCoALSHEAR FAILURE XU Jiang ，CHENG Lichao。。，TAN Haoyue，WANG Lei，W U Hui (1．StateKeyLaboratoryforCoalMineDisasterDynamicsandControl，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China 2．CollegeofResources，HebeiUniversityofEngineering，Handan，Hebei056038，China1 Abstract：Usingself-mademeso—sheartestequipmentforgas—containingcoalandrock，theresearchson the evolutionprocessofcrackinganddevelopment，macroscopiccrackmorphology，andmeso-crackcoalescence modeofraw coalcontaininghorizontalandverticalsurfacecracks，arecarriedoutunderdifferentloadingspeed conditions．Resultsshow thathorizontalsurfacecrackinfluencedthenumbersofmacrocrackdevelopment，made macroscopicshearcrackmoprhologyofraw coalcontaininghorizontalcrackmanifestedH orH+Ltype；while， verticalsurfacecrackhadnoeffectonthenumberofmacroscopiccrackdevelopment；raw coalcontainingvertical crackshowedLtype．Effectsoforiginalcracksonthedevelopmentandevolution