不同强弱组合下岩-煤-岩串联模型的破坏特征(英文)

针对不同强度煤、岩单元建立4种不同强弱组合的岩-煤-岩三元体串联模型。通过对强-弱交界面的应力状态分析,建立交界面附近区域强、弱体的三轴压缩强度;基于三维快速朗格朗日元法,强、弱体均采用Coulomb-Mohr剪切破坏和拉伸破坏的复合应变软化模型,数值模拟4种不同组合三元体模型在不同围压下的应力-应变曲线特征,分析不同组合的剪切破坏带及塑性破坏区随围压的变化趋势。结果表明:强-弱组合体交界面的层间约束作用会派生出附加应力,导致交界面附近区域强体强度变弱,弱体强度增强;弱胶结软岩体和煤体在单轴压缩下呈现拉剪破坏,表现出明显的应变软化行为,随着围压的增大,拉伸破坏消失,向整体剪切破坏发展,但不同组合下的破坏带数目及破坏区域不同。该研究对地震、岩爆、矿山冲击地压等灾害机理研究具有重要指导意义。