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基于仪器化压入实验的煤体微纳尺度非均质力学响应特征
文献摘要：
煤炭是我国的主体能源,煤矿井下冲击地压、煤与瓦斯突出等灾害的频繁严重影响煤炭的安全生产.煤体是典型的混合物,其内部不同组分的力学性质差异较大,使其在外部扰动的作用下容易产生内部应力集中,导致煤体的失稳、破坏,形成煤矿动力灾害.本文以非均质煤体为研究对象,利用微焦CT、扫描电子显微镜和纳-微米压入实验,研究了煤体微纳尺度的非均质结构和力学性质,实验研究结果表明:煤体是有机物和多种矿物组成的混合物,矿物以点填充、丝状填充和条带状侵入等结构存在于煤体有机物中,不同的矿物填充或侵入区域中矿物含量和结构具有差异,这导致煤体微纳尺度的物理力学性质具有非均质性;纳米尺度压入实验可以捕捉矿物在有机物中的填充或侵入结构,测量煤体混合物中矿物和有机物单组分的力学参数,识别两者力学性质的巨大差异;微米尺度的压入实验可以表征煤体混合物整体的力学性质,矿物填充量越多,煤体混合物的力学性质越强,同时煤体混合物微观尺度的破裂模式会受到矿物填充结构的影响.研究结果揭示了煤体微观结构和力学性质的非均质特征,探讨了煤体混合物的非均质结构可能引起的脆性破坏,为煤矿井下冲击地压和煤与瓦斯突出等动力灾害的预测与防治提供了理论基础.
文献关键词：
煤与瓦斯突出;煤体矿物填充结构;煤体非均质特征;仪器化压入实验
中图分类号：
作者姓名：
邓博知;聂百胜;柳先锋;石发瑞
作者机构：
重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400030;重庆大学资源与安全学院,重庆400030;煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083;中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,北京100083
文献出处：
引用格式：
[1]邓博知;聂百胜;柳先锋;石发瑞-.基于仪器化压入实验的煤体微纳尺度非均质力学响应特征)[J].力学学报,2022(08):2304-2317
A类：
仪器化压入实验,均质煤体,煤体矿物填充结构,煤体非均质特征
B类：
微纳尺度,力学响应,响应特征,煤矿井下,下冲,冲击地压,煤与瓦斯突出,混合物,不同组分,外部扰动,内部应力,应力集中,动力灾害,利用微,矿物组成,丝状,条带状,中矿,矿物含量,物理力学性质,非均质性,纳米尺度,单组分,微米尺度,填充量,微观尺度,破裂模式,脆性破坏,预测与防治
AB值：
0.197957
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