煤炭学报

作者：张天军, 景晨, 张磊, 纪翔, 潘红宇,

关键词：含孔试样, 瓦斯抽采, 裂纹扩展, 应变局部化带, 数字散斑测量, 能量演化,

抽采钻孔孔周裂纹漏气是瓦斯抽采浓度低的原因之一，裂纹是由应变局部化带演变形成。为探究应变局部化带特征与宏观裂纹之间的关系，开展含孔试样单轴压缩破坏试验，利用数字散斑相关测量方法获取试样表面破坏图像序列及其破坏过程中的全场应变，分析不同阶段应变局部化带的分布特征，应力变化及能量演化过程。结果表明:根据受力与分布特征，应变局部化带分为主拉伸(T1)，法向剪切(NS)，第二主拉伸(T2)及倾斜剪切(IS)，宏观主裂纹是由T2，NS和IS应变局部化带贯通所形成。形成T1和T2应变局部化带的主导因素是拉应力，NS应变局部化带是由拉应力与压应力共同作用形成，IS应变局部化带的主导因素为压应力。T2，NS和IS应变局部化带的能量积累分别是T1应变局部化带的2.2，1.8和1.6倍，加载至应变的73.6%时，T1应变局部化带率先释放能量，产生微破裂，应力峰值后，T1应变局部化带持续释放能量，T2应变局部化带的能量变化呈下降、上升和下降趋势，NS与IS应变局部化带的能量变化为上升和下降，说明试样破坏过程为局部化带之间的能量调整，能量的调整与局部化带演化相关联。结果表明了含孔试样破坏过程中孔周应变局部化带的特征规律，揭示了钻孔应变集中带区域易发生斜交裂隙的本质。

来源：2020年第12期

《煤炭学报》期刊编辑部

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