卸围压条件下煤岩力学性质试验

含瓦斯煤岩的力学性质包括含瓦斯煤岩的变形特性和强度特征。由于在采矿工程和地下工程中，岩石材料（或煤岩材料）一般都处于受压的三维应力状态，因此，本书着重研究含瓦斯煤岩在三轴压缩条件下的力学性质。

试验过程中，先将轴压与围压增加到静水压力，然后按0.02 MPa／s的速度卸围压，直至煤岩样破坏。

图2.8是初始静水压力分别为7 MPa、8 MPa、9 MPa的顶板砂岩试件，在增加轴向压力后卸围压作用下的荷载-应变曲线，每组静水压条件下有3个试件。可以看出在卸围压过程中，随着围压的减小，煤岩轴向变形与径向变形量增大，当围压减小到一定程度时，σ1－σ3达到煤岩的峰值强度，试件发生破坏。7 MPa、8 MPa、9 MPa初始静水压条件顶板砂岩试件的峰值强度主要集中在140 kN左右。

图2.8　顶板岩石试件在不同静水压力下卸围压全过程曲线

图2.9给出了顶板岩石试件在不同围压作用下的破坏断裂图，可以看出试验中，在卸围压作用下岩样主要出现单倾剪切破坏。(www.xing528.com)

图2.9　加载条件下岩石断裂图

图2.10所示为原煤试件在不同初始静水压力条件下，增加轴压后卸围压过程的试验曲线，试验结果表明原煤试件在三轴状态下的强度为25～30 MPa。图2.11所示为原煤试件破断形态。研究结果将应用在后续的数值模拟与理论分析之中。

图2.10　原煤试件在不同静水压力下卸围压全过程曲线

图2.11　加载条件下原煤断裂图