加载速率对煤样力学行为影响的试验研究

李海涛^1,2，蒋春祥³，姜耀东^1,4，王宏伟^1,4，刘华博^1,4

1. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院3. 连云港市水利局通榆河北延送水工程管理处4. 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室

摘 要：加载速率变化会对介质力学行为产生影响,选用煤进行不同加载速率单轴力学试验.结果表明:对于煤,其强度随加载速率增加表现出先升高后降低的现象,将转折点对应的加载速率称为临界加载速率,低于该值时,煤样强度随加载速率增加而增大,高于该值时加载速率增加强度反而降低.建立"骨架"模型对该现象进行解释,分析表明:较快的加载速率可减少裂隙损伤有利于承载,但同时微元体承载部分将储存更多的弹性能出现局部破坏不利于承载.故必然存在"最优"加载速率使强度出现最大值,此时即对应临界加载速率.以此为基础,提出现场条件下低卸载速率配合均匀弱化介质的手段保证高强度生产的安全.

关键词：率效应;煤样;临界加载速率;损伤;有效加载时间;