煤炭科学技术

作者：张培森, 许大强, 颜伟, 胡昕, 李霄, 方家鑫, 鞠照强, 赵铭,

关键词：岩石力学, 峰后循环载荷, 力学特性, 渗流特性, 破坏模式,

开采扰动导致煤层底板一定范围内岩体处于峰后状态，受相邻巷道开挖及煤层开采作用促使峰后岩体经历循环加−卸载过程，为探究不同地应力环境下峰后循环载荷作用对岩体结构的影响，明晰煤层底板突水等灾害的孕育过程，基于Rock Top多场耦合试验仪对砂岩开展了5、10、15、20、25 MPa围压峰后循环载荷试验研究。研究结果表明：① 峰后循环载荷作用之前，岩石单位渗透率均呈快速下降—趋于平稳—突然上升—突然下降—趋于平稳的变化规律，峰后循环阶段，岩石单位渗透率则与轴向载荷近乎呈倒置关系；② 岩石弹性模量、裂隙闭合应力、起裂应力、损伤应力、峰值应力、残余应力均与围压呈正相关，泊松比则随围压增大呈先增大后减小的变化特点；③ 5、10 MPa围压下，岩石出现间歇性破坏，脆性破坏特征有所减弱，15、20、25 MPa围压下，岩石脆性破坏特征明显，岩石破坏特征由岩石本身性质所决定；④ 峰后轴向载荷主要对岩石渗透率增大起促进作用，但该促进作用较围压对岩石渗透率的抑制作用弱，围压为影响岩石峰后渗透率变化的主导因素；⑤ 不同围压下，岩石均产生了一条贯穿剪切裂纹，但随围压增大，岩石破坏程度逐渐减弱，破坏模式趋于简单。

来源：2023年第7期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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