单轴压缩下宏观裂纹倾角对煤体特性影响研究

李德行 1，2 ，王恩元 1，2 ，李 楠 3 ，孔祥国 1，2 ，王笑然 1，2 (1. 中国矿业大学 煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室，江苏 徐州 221116；2. 中国矿业大学 安全工程学院，江苏 徐州 221116； 3. 中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏 徐州 221116) 

摘要：为研究宏观裂纹倾角对煤体特性的影响，采用 YAW4306 电伺服试验系统和 CTA–1 声发射采集系统对不 同预制裂纹倾角的煤样进行单轴压缩声发射试验，分析试验过程的声发射信号特征，研究裂纹倾角对声发射响应、 煤样峰值强度和裂纹扩展方式的影响。试验结果表明：宏观裂纹的存在对试样声发射信号的变化规律有显著影响， 且声发射信号变化与载荷变化具有很高的一致性，能够很好地反映含宏观裂纹煤样受压时内部破裂发展情况；裂 纹的存在降低煤体的强度，且随着裂纹倾角的减小，峰值强度受影响越来越明显，呈现出逐渐减小的趋势，通过曲线 拟合，得出二者近似成二次函数关系；裂纹倾角为 0°，15°，30°和 45°的煤样，其破坏过程中主要裂纹形态为翼 型裂纹，并伴有各方向细微次生裂纹；倾角为 60°和 75°的煤样，其主要裂纹形式为反翼裂纹；当倾角增至 90° 时，煤样无表面扩展裂纹，此时煤样的破裂方式为劈裂。 

关键词：岩石力学；宏观裂纹；声发射；峰值强度；裂纹扩展方式

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