煤体结构面发育对岩-煤-岩组合体力学及破坏特性的影响

通过构建煤体结构面发育数字图像并结合RFPA数值模拟方法,构建了岩-煤-岩组合体数值计算模型,研究了层理倾角、煤-岩界面倾角、煤-岩高度比对岩-煤-岩组合体力学及破坏特征的影响。研究结果表明:不同层理倾角下岩-煤-岩组合体的抗压强度呈典型的“U”形各向异性特征;宏观剪切破坏主要集中在煤体中,青砂岩中形成少量的拉伸裂纹;受层理及煤-岩界面倾角的影响,岩-煤-岩组合体峰后应力表现为迅速跌落、分级跌落两种特征,进而影响其脆性程度;岩-煤-岩组合体的强度和变形特征主要由强度较弱的煤体决定,其峰值强度和弹性模量均随着界面倾角的增加逐渐降低。研究成果克服了以往数值模拟时将煤体假定为均质体的不足,有望为深入探究煤体结构面发育对岩-煤-岩组合体力学特性及变形破坏特征的影响提供参考。