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单轴加载下不同岩性岩煤双材料试样的力学特性( Mechanical properties of rock–coal bi-material samples with different lithologies under uniaxial loading )
D Yin S Chen Y Ge R Liu
本文对细砂岩-煤、粗砂岩-煤和油页岩-煤的双材料进行了单轴压缩试验,分别研究了岩性对其强度、宏观破坏启动(MFI)、能量演化和破坏特征的影响。试样的单轴应力应变特性主要取决于煤体，并受煤岩相互作用的影响。这些相互作用主要表现在以下几个方面：（1）岩石和煤的力学性质差异影响了它们在界面附近的应力状态。它们处于三轴压缩状态，强度增加；处于三轴压缩-拉伸状态，强度降低。（2）在峰前阶段，岩石变形影响了输入能、弹性能和耗散能的值。煤中的损伤和能量积累也受到岩石变形的限制，导致双材料样品比纯煤样品具有更高的强度。（3）在峰值后阶段，岩石的回弹变形伴随着弹性能的释放，从而促进了煤体的破坏。样品的MFI发生在煤体内。MFI模型主要包括煤体界面附近的拉伸破裂、宏观裂纹的萌生和扩展、微观缺陷的发展和演化,并伴有不同程度的表面剥落或喷射破坏。煤体呈劈裂抛射破坏。油页岩和粗砂岩由于煤中裂纹的扩展而表现为拉伸破坏或拉剪复合破坏。细砂岩破坏不明显。由于油页岩回弹变形最严重，油页岩-煤双材料样品中的煤变得更加破碎。
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