›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (1): 41-47.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

深部冲击倾向煤岩循环加卸载的纵波波速与应力关系试验研究

巩思园1, 2,窦林名2,何 江3,贺 虎3,陆菜平3,牟宗龙3   

  1. 1. 中国矿业大学 信息与电气工程学院,江苏 徐州 221116;2. 中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏 徐州 221008; 3. 中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 221116
  • 收稿日期:2011-06-07 出版日期:2012-01-10 发布日期:2012-01-17
  • 作者简介:巩思园,男,1983年生,博士后,主要从事矿山压力、冲击矿压、采矿地球物理等方面的研究
  • 基金资助:

    国家重点基础研究发展规划(973)资助项目(No. 2010CB226805);江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD);江苏省博士后科研资助 计划(No. 1002004B);煤炭资源与安全开采国家重点实验室自主研究课题资助(No. SKLCRSM10X05);教育部新世纪优秀人才支持计划项目 (No. NCET-10-0769);山东省博士后创新项目专项资金资助(No. 201002009)

Study of correlation between stress and longitudinal wave velocity for deep burst tendency coal and rock samples in uniaxial cyclic loading and unloading experiment

GONG Si-yuan1, 2,DOU Lin-ming2,HE Jiang3,HE Hu3,LU Cai-ping3,MU Zong-long3   

  1. 1. School of Information and Electrical Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China; 2. State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221008, China; 3. School of Mines, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China
  • Received:2011-06-07 Online:2012-01-10 Published:2012-01-17

摘要: 研究了单轴循环加卸载条件下深部冲击倾向煤岩样应力与纵波波速的耦合关系,基于煤岩试样在弹性阶段纵波波速变化梯度大,塑性阶段波速变化趋于平缓的特征建立了应力与纵波波速之间的试验关系模型,并对模型参数进行了分析。研究表明:①由于闭合的孔隙和裂隙又重新张开,颗粒之间的压实程度减弱,煤岩试样卸载过程中,随着应力的降低,波速也降低;②部分裂隙和孔隙在压密阶段发生永久闭合,造成应力降低后再无法张开,因此下一循环的开始纵波波速值要大于第一个循环开始时的波速值;③与实测值的相关系数计算结果表明,试验关系模型具有较高的拟合度,很好地体现了试样纵波波速变化对载荷的敏感程度。

关键词: 单轴循环加卸载, 深部, 冲击倾向, 煤岩样, 应力, 纵波波速, 试验关系模型

Abstract: Through the laboratorial research, the coupling correlation between stress and P wave velocity are studied under uniaxial cyclic loading and unloading ways to create the experimental model based on the characteristic that the velocity gradient is usually high at elastic stage and then begins to level out at plastic stage for burst tendency coal and rock samples from deep coal mine. Also the parameters of the derived model are analyzed. Studies indicate that: ①In the unloading process, the P wave velocity decrease with the drop of stress because of the reopen of closed crack and weakening in the compaction degree between grains; ②The starting P wave velocity of next cyclic is higher than the starting of first cyclic, because that partial crack and pore that closed permanently in the compression phase can not reopen when stress decrease; ③The calculated correlation coefficients to measured value show that the experimental model has the better fitness , and can be well applied to describe the P wave changing sensitivity degree of samples under stress.

Key words: uniaxial cyclic loading and unloading, deep, burst tendency, coal and rock sample, stress, P wave velocity, experimental model

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[1] 陈卫忠, 李翻翻, 雷江, 于洪丹, 马永尚, . 热−水−力耦合条件下黏土岩蠕变特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 379-388.
[2] 方瑾瑾, 冯以鑫, 王立平, 余永强, . 真三轴条件下非饱和黄土的有效应力屈服特性[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 492-500.
[3] 马维嘉, 陈国兴, 吴琪, . 复杂加载条件下珊瑚砂抗液化强度试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 535-542.
[4] 涂园, 王奎华, 周建, 胡安峰, . 有效应力法和有效固结压力法在预压地基 强度计算中的应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 645-654.
[5] 黄宇华, 徐林荣, 周俊杰, 蔡雨, . 基于改进Terzarghi方法的桩网地基桩土应力计算[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 667-675.
[6] 李剑, 陈善雄, 余飞, 姜领发, 戴张俊. 预应力锚索加固高陡边坡机制探讨[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 707-713.
[7] 王龙, 朱俊高, 郭万里, 陆阳洋, . 无黏性土压缩模型及其验证[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 229-234.
[8] 艾希, 冷伍明, 徐方, 张期树, 翟斌, . 新型预应力路基水平附加应力计算的图表法[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 253-266.
[9] 刘泉声, 罗慈友, 朱元广, 蒋景东, 刘鹤, 彭星新, 潘玉丛, . 流变应力恢复法压力传感器传感 单元方位布设研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 336-341.
[10] 尹光志, 鲁俊, 张东明, 李铭辉, 邓博知, 刘 超, . 真三轴应力条件下钻孔围岩塑性区及增透半径研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 1-10.
[11] 彭守建, 郭世超, 许江, 郭臣业, 张超林, 贾立, . 采动诱导应力集中对顺层钻孔瓦斯抽采 影响的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 99-108.
[12] 刘波, 马永君, 盛海龙, 常雅儒, 于俊杰, 贾帅龙, . 白垩系红砂岩冻结融化后的力学性质试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 161-171.
[13] 郭院成, 李明宇, 张艳伟, . 预应力锚杆复合土钉墙支护体系增量解析方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 253-258.
[14] 秦伟, 戴国亮, 马李志, 裴铭海, 王磊, 朱光耀, 高博, . 珊瑚礁地层中PHC桩原位静载试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 381-389.
[15] 刘红岩. 宏细观缺陷对岩体力学特性及边坡稳定影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 431-439.
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[1] 黄建华,宋二祥. 大型锚碇基础围护工程冻结帷幕力学性态研究[J]. , 2009, 30(11): 3372 -3378 .
[2] 王观石,李长洪,陈保君,李世海. 应力波在非线性结构面介质中的传播规律[J]. , 2009, 30(12): 3747 -3752 .
[3] 王朝阳,许 强,倪万魁. 原状黄土CT试验中应力-应变关系的研究[J]. , 2010, 31(2): 387 -391 .
[4] 邓 琴,郭明伟,李春光,葛修润. 基于边界元法的边坡矢量和稳定分析[J]. , 2010, 31(6): 1971 -1976 .
[5] 万少石,年廷凯,蒋景彩,栾茂田. 边坡稳定强度折减有限元分析中的若干问题讨论[J]. , 2010, 31(7): 2283 -2288 .
[6] 闫 铁,李 玮,毕雪亮. 基于分形方法的多孔介质有效应力模型研究[J]. , 2010, 31(8): 2625 -2629 .
[7] 刘 嘉,王 栋. 正常固结黏土中平板锚基础的吸力和抗拉力[J]. , 2009, 30(3): 735 -740 .
[8] 徐维生,柴军瑞,陈兴周,孙旭曙. 岩体裂隙网络非线性非立方渗流研究与应用[J]. , 2009, 30(S1): 53 -57 .
[9] 赵尚毅,郑颖人,李安洪,邱文平,唐晓松,徐 俊. 多排埋入式抗滑桩在武隆县政府滑坡中的应用[J]. , 2009, 30(S1): 160 -164 .
[10] 刘振平,贺怀建,朱发华. 基于钻孔数据的三维可视化快速建模技术的研究[J]. , 2009, 30(S1): 260 -266 .