煤炭学报

作者：程爱平, 戴顺意, 舒鹏飞, 付子祥, 黄诗冰, 叶祖洋,

关键词：胶结充填体, 蠕变, 声发射, 损伤, 改进Burgers模型,

充填采矿法中胶结充填体处于长期荷载环境，其蠕变特性会对矿山安全开采产生重要影响。基于此，制作胶结充填体的标准圆柱体试样，采用WDW-100 kN型微机控制电子万能试验机加载系统和DS2系列全信息声发射监测系统，进行了单轴压缩、分级蠕变和声发射监测试验，获取了胶结充填体蠕变变形及振铃计数、能量和振幅等声发射特征参数。根据试验结果，探讨了不同应力水平下胶结充填体蠕变变形特征和声发射特征;对比单轴压缩试验，从宏细观角度揭示了胶结充填体蠕变破坏特征;考虑应力水平和损伤的影响，引入损伤变量、新的二次黏性元件和开关元件，构建了能表征不同应力水平下胶结充填体蠕变变形规律的改进Burgers模型，并通过试验结果进行验证。研究结果表明:① 不同应力水平下，胶结充填体的蠕变3阶段变形特征差异显著，据此将荷载应力大小分为减速、等速和加速3类应力水平;② 不同应力水平下，胶结充填体声发射特征与各阶段蠕变变形特征变化规律较一致:减速蠕变阶段内，声发射事件较活跃;稳定蠕变阶段内，声发射活动较少;加速蠕变阶段内，声发射事件最活跃;③ 对比单轴压缩破坏，胶结充填体蠕变破坏程度较为平缓，主裂纹沿扩展方向发生明显偏转，完整性较好，以结构性失稳破坏为主;④ 构建的改进Burgers蠕变模型能与各应力水平试验数据均有较高吻合度，较好的表征了不同应力水平下的胶结充填体蠕变变形规律。

来源：2021年第2期

《煤炭学报》期刊编辑部

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