岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (10): 3509-3524.doi: 10.16285/j.rsm.2025.1156CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.1156
严良欢1,常聚才1, 2, 3, 4,乔龙全3,史文豹3,王拓3, 齐潮3,范磊3,王宏达3
YAN Liang-huan1, CHANG Ju-cai1, 2, 3, 4, QIAO Long-quan3, SHI Wen-bao3, WANG Tuo3, QI Chao3, FAN Lei3, WANG Hong-da3
摘要: 深部穿煤层巷道围岩失稳机制不同于均质岩层巷道。为研究深部穿煤层巷道围岩的破坏机制,基于具有可视窗口的真三轴渗流耦合试验系统,对含预制矩形孔洞煤岩组合体开展真三轴试验,同步利用微型摄像机和声发射监测手段,分析不同煤岩组合方式下试样的破坏特征及声发射响应规律。结果表明:矩形孔洞破坏呈四阶段演化过程,依次为初始平静、颗粒掉落、块体剥离和全面崩塌,最终形成贯通性V形凹坑和裂隙带;煤岩组合体破碎分形特征与煤岩组合结构约束程度呈正相关,煤岩、岩煤及岩煤岩组合体的分形维数逐渐增大,裂纹扩展模式主要受煤岩界面应力传递效应与煤体塑性变形特性的共同作用控制;声发射响应呈现出显著的阶段性演化规律,初始平静期内振铃计数和能量水平较低,进入颗粒掉落期后声发射信号逐渐增强,累计振铃计数曲线缓慢上升,块状剥离期内声发射信号出现多峰波动,并伴随高计数和高能量的释放特征,全面崩塌期内声发射活动急剧增多,振铃计数和能量迅速增加并达峰值;煤岩组合体的破坏模式受煤体强度和界面约束的共同影响,单层弱约束下,煤岩和岩煤组合体由初始张拉破坏逐步转变为拉-剪复合破坏,双向强约束下,岩煤岩组合体的张拉裂纹扩展受到抑制,破坏模式经历张拉破坏―拉-剪破坏―剪切破坏的递进转化过程。
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