动静加载下组合煤岩的应力波传播机制与能量耗散

刘少虹^1,2，毛德兵^1,2，齐庆新³，李凤明⁴

1. 煤炭科学研究总院开采设计研究分院2. 天地科技股份有限公司开采设计事业部3. 煤炭科学研究总院矿山安全技术研究分院4. 中国煤炭科工集团唐山研究院

摘 要：运用改进的霍普金森压杆,在波动力学理论的基础上,研究动静载下煤岩结构的应力波传播机制与能量耗散,分析应力波幅值和静载对煤岩组合体中应力波的波形、透射系数、反射系数和能量耗散的影响规律。研究结果表明:应力波幅值和静载明显的影响组合煤岩中应力波的传播性质;并且煤岩组合结构初始处于弹性与塑性状态的透射、反射系数随动载的变化规律是不同的。动载能量耗散随应力波幅值的增大而增大,随着静载的增大呈现先增大后减小的趋势。同时注意到组合煤岩在静载在0.50~0.75动载耗散能量迅速降低,并且组合加载下煤岩结构的破坏失稳可分为两种形式,包括动载主导和动载诱发,分别以动载和静载为主要能量源。由静载对应力波传播机制和能量耗散的影响可知,埋深不同或距离采掘空间的远近不同,应力波传播机制和能量耗散是不同的。

关键词：动静组合加载;组合煤岩;应力波;能量耗散;动载冲击地压;