摘要
为研究剪切角度对原煤煤样破裂过程及声学响应的影响,利用TAW-2000KN伺服压力机和SH-Ⅱ声发射对原煤煤样进行了45°、55°和65°的剪切实验,得到了剪切角度诱发煤样破裂的力学机理,分析了变角剪切煤样损伤破坏过程中的声学特性.结果表明:煤样破坏不仅要克服岩石的内聚力,也要克服正应力引起的摩擦力.正应力与摩擦力呈正比,正应力越大,剪应力也就越大.随着剪切角度的减小,正应力、剪应力和峰值载荷都在逐渐增大.通过数据分析得到剪切角度与煤岩体的刚度呈反比.随着角度的增加,压密阶段、弹性阶段、塑性阶段,均呈现缩短的趋势.煤样损伤破裂过程经历了低能、低计阶段、活跃阶段、剧烈阶段和稳定阶段.第二阶段45°呈现高低相间频率高,55°呈现高低相间宽度大,破坏前期均出现了明显的"空白期".第三阶段为破坏区间声发射计数和能量均活动剧烈,45°高能高计数,55°高能低计数,65°低能高计数.声发射活动随着剪切角度的增加在逐渐减弱,低频段随着剪切角度的增大在逐渐降低,通过低频的特征可判断煤样所受剪应力的角度;高频段服从密集-稀疏再-密集的规律,但波动范围及波动量逐渐减弱;中频段服从稀疏-密集-无的规律.不同剪切角度所体现的峰频特征不一致,可通过低频增大、高频减弱和低频增大来判断煤样即将失稳.
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