基于三轴压缩的脆性煤体力学性质及其本构关系研究

doi:10.13722/j.cnki.jrme.2023.0320

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Abstract 为合理描述分析脆性煤体在三向应力状态下的应力–应变关系，对煤样进行三轴压缩试验。以已发生损伤破坏的微元体数目与总微元体数目之比表征损伤变量，在基于损伤力学理论和煤样内部微元强度服从Weibull分布的基础上，引入Mogi-Coulomb强度准则表征煤样微元强度随机分布的分布变量，建立煤样三维统计损伤本构关系，并分析其适用性。研究结果表明：(1) 围压对煤样力学性质影响显著，煤样强度和弹性模量随围压的增高而增大，煤样破坏后的裂隙网络分形维数随围压的增高而减小，损伤程度降低；(2) 分析数学简化算法求解模型参数的局限性，采用遗传算法对模型参数进行求解，参数m，F0，cn分别反映煤样的脆性程度、平均强度、残余强度；(3) 根据本构关系对煤样试验应力–应变曲线进行拟合验证，理论曲线与试验曲线的拟合度均值为94.74%，表明本文所建立的本构模型可用于描述煤样的三维应力–应变关系，能够反映脆性煤体的变形特性。

Key words：采矿工程煤样三轴压缩分形维数损伤变量本构关系 Mogi-Coulomb强度准则

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LIU Hongtao,LIU Qinyu,HAN Zijun, et al. Study on mechanical properties and constitutive relation of brittle coal based on triaxial compression[J]. , 2023, 42(12): 2932-2944.

URL:

https://rockmech.whrsm.ac.cn/EN/10.13722/j.cnki.jrme.2023.0320 OR https://rockmech.whrsm.ac.cn/EN/Y2023/V42/I12/2932

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