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1、第32卷第2期巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)Vol.32No.22013年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2013考慮層理方向效應(yīng)煤巖巴西劈裂及單軸壓縮試驗(yàn)研究劉愷德，劉泉聲，朱元廣，劉濱(中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430071)摘要：針對(duì)淮南礦區(qū)B10煤層以水平層理為主，且層理性較強(qiáng)的特點(diǎn)，通過(guò)巴西劈裂及單軸壓縮試驗(yàn)，研究煤巖在垂直和平行于層理面方向上的拉、壓力學(xué)特性。研究結(jié)果表明：(1)煤巖垂直和平行于層理面方向抗拉強(qiáng)度均具有明顯的離散性，
2、但前者離散程度更大；對(duì)比兩者均值，前者顯然小于后者，各向異性顯著。(2)宏觀煤巖成分分布的隨機(jī)性及其物理力學(xué)性質(zhì)的差異是導(dǎo)致煤巖抗拉特性離散性的重要條件；而宏觀煤巖成分的條帶狀分布特點(diǎn)，以及煤巖割理系統(tǒng)分布的方向性，則是決定煤巖力學(xué)特性各向異性的內(nèi)在原因。(3)煤巖垂直與平行于層理面方向單軸壓縮軸向應(yīng)力–應(yīng)變曲線相比，前者峰前變形特征相似，力學(xué)性態(tài)穩(wěn)定，峰后應(yīng)力跌落迅速，脆性特征明顯；后者則峰值前、后各曲線均變形各異，力學(xué)性態(tài)不穩(wěn)定。煤樣的軸向峰值應(yīng)變均小于1%，變形特征屬脆性破壞。(4)垂直和平行于層理面方向單軸壓縮煤樣的斷口破壞形態(tài)分
3、別以剪切和劈裂破壞為主，且2個(gè)方向的單軸壓縮強(qiáng)度及變形參數(shù)均具有明顯差異，各向異性特征顯著。(5)煤巖垂直和平行于層理面方向單軸壓縮特性均具有一定的離散性，但后者離散程度更大。(6)煤巖單軸抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，垂直和平行于層理面方向單軸抗壓強(qiáng)度分別為抗拉強(qiáng)度的40.1和14.7倍。關(guān)鍵詞：采礦工程；煤巖；層理；抗拉強(qiáng)度；單軸壓縮試驗(yàn)；垂直；平行；各向異性中圖分類號(hào)：TD322文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000–6915(2013)02–0308–09EXPERIMENTALSTUDYOFCOALCONSIDERINGDIRECTIVIT
4、YEFFECTOFBEDDINGPLANEUNDERBRAZILIANSPLITTINGANDUNIAXIALCOMPRESSIONLIUKaide，LIUQuansheng，ZHUYuanguang，LIUBin(StateKeyLaboratoryofGeomechanicsandGeotechnicalEngineering，InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan，Hubei430071，China)Abstract：Inviewofthechar
5、acteristicsofB10coallayerswithsignificanthorizontalbeddinginHuainanminingarea，tensileandcompressivemechanicalpropertiesinthedirectionsofverticalandparalleltothecoalbeddingplaneareresearchedbytheBraziliansplittinganduniaxialcompressiontests.Theresultsshowthat：(1)Tensilestr
6、engthinthedirectionsofverticalandparalleltothecoalbeddingplanearediscrete，buttheformerdiscretelevelismuchmore.Comparingthemeanvaluesinbothdirections，theformerisobviouslylessthanthelatter，tensilestrengthhasobviousanisotropy.(2)Therandomdistributionofmacroscopiccoalcomposit
7、ionanditsdifferencesonphysico-mechanicalpropertiesaretheimportantconditionswhichleadtothediscretenessoftensilestrength.Moreover，bandingdistributioncharacteristicsofmacroscopiccoalcomponentsanddirectivityofcoalcleatsystemaretheinternalcausestodecidetheanisotropyofcoalmecha
8、nicalproperties.(3)Comparingtheaxialstress-straincurvesinthedirectionsofverticalandparalleltothe
