地应力作用下聚能爆破煤体损伤特征试验研究OA北大核心CSTPCD

为研究地应力影响下聚能爆破对煤层的损伤情况及裂纹扩展规律,以聚能爆破作用机理和地应力下爆破孔环向应力分布规律为理论基础,通过相似模拟试验和数值模拟与分形维数相结合的方法,探讨了地应力作用下聚能爆破煤体裂纹扩展规律。试验结果表明:相对于无地应力条件,3组对照试验1#测点的应力大小和动载作用时间均减少,证明地应力对聚能爆破存在抑制作用。聚能爆破受地应力的影响会减少裂纹发育的长度,但依然能够保证裂纹的定向发育。当聚能方向平行于最大主应力方向时,聚能方向裂纹会得到延长;反之,裂纹长度将会减少。通过ANSYS/LS-DYNA对不同侧压系数(k)下煤体聚能爆破进行模拟,结果表明:k越大对聚能方向裂纹发育抑制越明显;k越小则对聚能方向裂纹发育起促进作用。同时,通过线性拟合得到损伤量w和分形维数D之间的函数关系,建立了煤体损伤预测模型。