中国安全科学学报

作者：徐世强, 张自政, 余伟健, 柏建彪, 邓敏, 刘帅刚

单位：1 湖南科技大学 南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南 湘潭 411201；2 中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 221116；3 新疆工程学院 矿业与地质工程学院,新疆 乌鲁木齐 830023

关键词：真三轴,煤岩组合体,采掘扰动,力学特性,本构模型

基金：湖南省自然科学优秀青年科学基金(2024JJ4021); 新疆自治区重点研发任务专项—厅厅联动项目(2022B01051); 国家自然科学基金联合基金重点项目(U21A20107)

为深入掌握采掘扰动下煤岩组合体真三轴力学特性,采用八面体剪应力理论,系统研究采掘扰动下受交界面倾角影响的煤岩组合体真三轴力学特性及能量演化机制,并最后基于德鲁克-普拉格准则,建立考虑交界面倾角影响的煤岩组合体真三轴损伤本构模型。结果表明:开挖扰动阶段,煤岩组合体轴向应变随时间线性增长,能量主要转化为弹性能,随着应变增大耗散能逐渐增加;当交界面倾角超过 60°时,剪应力明显增大且增大节点延后至开挖末期。回采阶段,试样能量主要用于变形破坏;交界面倾角小于 60°时,试样在剪应力达到强度极限前会发生 2 次变形,回采扰动末期应变有 2 个骤增节点,随后剪应力骤降,耗散能比例趋于 1;交界面倾角大于 60° 时,轴向应变峰值降低,应变骤增节点后延并与剪应力骤降节点同步,组合体变形破坏主要取决于岩体部分;模型验证后拟合优度均高于90%。

来源：2025年第6期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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