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考虑界面效应的软岩-煤组合试样强度特征及渐进破坏机制( The strength characteristics and progressive failure mechanism of soft rock-coal combination samples with consideration given to interface effects )
H Song J Zuo H Liu S Zuo
鄂尔多斯盆地煤系岩体主要由典型的低强度软岩组成，在采煤活动中与煤层共同受力。准确地确定软岩与煤体组合体的力学行为，可为煤矿井下工程设计提供依据。首先，对介质砂岩、煤样和煤岩组合试样进行了单轴压缩试验。结果表明，软岩-煤组合试样的峰值轴向应变、单轴抗压强度、应力-应变曲线形状、弹性模量等与煤样更为接近，说明软岩-煤组合试样的力学特性主要受煤的影响。然后，利用静力平衡和变形连续条件，结合Griffith强度准则，分析了组合模型中不同位置材料的极限抗压强度。结果表明，界面约束效应降低了近界面砂岩的强度，提高了近界面煤的强度。通过将不同位置材料的广义泊松比与标准煤和砂岩试样的广义泊松比进行比较，验证了界面约束效应。最后，根据最终的破坏模式，结合声发射计数率和峰值频率的时间特征，研究了软岩-煤组合试样的渐进破坏机理。该失效过程表现为材料和结构的协同失效。进一步讨论了煤岩高比对不同位置材料强度的影响，解释了以往相关研究中观察到的实验结果，即随着岩煤高比的增加，组合试样的强度增加，冲击倾向明显增强。
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