DIC技能用于灰岩裂纹扩展及损坏应变场演化剖析
煤炭深部挖掘动力灾祸,大多是采动影响下岩煤组合结构全体损坏失稳的成果。岩煤高度影响组合体试样变形损坏特征。选用新拓三维DIC技能进行单轴紧缩试验,提醒不同高比灰岩煤组合体试样变形损坏特征,为深部挖掘动力灾祸研讨供给数据支撑。
试验加载选用电子全能试验机,新拓三维DIC技能进行图画收集及应变场剖析,试验机加载速率设置为0.005 mm/s,加载应力下降到达峰值应力的1%,试验主动中止。
下图所示为单一灰岩、单一煤样及不同高比岩煤组合体试样,DIC技能剖析单轴紧缩应力应变曲线
不同高比下,岩煤组合体试样单轴紧缩应力应变曲线线型,与单一煤样的更类似,均阅历初始压密阶段、线弹性阶段、塑性屈从阶段和峰后损坏阶段。因而,煤样决议组合体试样应力应变曲线形状。
选用DIC技能剖析不同高比灰岩煤组合体试样单轴紧缩试验成果。
下图所示为不同高比灰岩煤组合体试样单轴紧缩强度和弹性模量(E,即应力应变曲线的线弹性阶段斜率)比照成果。
DIC技能测试数据标明:跟着岩煤高比增大,组合体试样单轴紧缩强度和E均呈增大趋势。不同高比灰岩煤组合体试样强度特征有所差异,是由灰岩、煤样之间相互作用机制导致的。
5组不同高比灰岩煤组合体试样单轴紧缩试验中,每组3个试样试验成果根本共同,因而,每组选取其间1个试样进行变形场演化特征剖析。
灰岩煤组合体试样变形部分化带演化与煤样内原生裂纹起裂、扩展严密相关,如微观裂纹界面错动与尖端起裂、扩展,微裂纹萌发、起裂、扩展等。变形部分化带跟着裂纹的起裂、扩展而产生交汇,从而诱发煤样损坏,最终导致组合体试样全体损坏。
为进一步提醒灰岩、煤样之间相互作用机制,在灰岩、煤样交界面安置监测点,新拓三维DIC丈量技能监测灰岩高度Hr和煤样高度Hc的改变状况。
不同高比灰岩煤组合体试样损坏进程中,Hr和Hc均呈全体动摇递减趋势,其间组合体试样Hr和Hc动摇首要受灰岩、煤样原生裂纹长度和数量的影响。
2)DIC技能剖析变形部分化带,裂纹区域,且跟着裂纹的起裂、扩展而产生交汇,从而诱发煤样损坏,煤样损坏导致灰岩回弹变形
3)在同等条件下,顶板岩层厚度越大,煤层挖掘进程中越易产生冲击地压等动力灾祸。
4)新拓三维DIC技能选用直观、高效的力学光测剖析手法,对全场描摹进行非触摸丈量,实时记载岩煤组合体全场应变,裂纹萌发及演过进程,可更直观的探求不同高比灰岩-煤组合对结构的力学特性的影响。
事例摘自:【陈绍杰,山东科技大学 矿山灾祸防备操控省部共建国家重点试验室培养基地,不同高比灰岩煤组合体变形损坏特征试验研讨】
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