[发明专利]静载荷下煤岩组合体试件中煤的力学特性试验方法

摘要

本发明公开了一种静载荷下煤岩组合体试件中煤的力学特性试验方法，它借用现有的煤岩组合体试件，从不容易压碎的岩石下手，在岩石上贴应变片，准确测得岩石和整体的应力应变，然后根据煤岩组合体试件中煤与岩石的串联关系，煤、岩石与组合体整体的应力相等，以及煤与岩石的轴向变形量之和等于组合体整体的轴向变形量机理，利用准确测得岩石和整体的应力应变结果，反推出组合体中煤的应力应变计算公式，获得煤的真实应变变化，解决了本领域技术人员想解决却一直无法解决的技术问题，不但得到煤在一定围岩环境下的力学特性，更好的指导现场工程实践，而且对揭示工程煤体的真实破坏机制具有重要指导意义。

主权项

1.一种静载荷下煤岩组合体试件中煤的力学特性试验方法，其特征在于，包括：第一步：制作煤岩组合体试件，要求煤岩组合体试件中岩石试件的应变是均匀变化的，在制备好的煤岩组合体试件的每个岩石试件周圈均匀粘贴上多个应变片，然后将煤岩组合体试件安装在静载试验加载系统上，将所有应变片连接在应变仪上；所述的煤岩组合体试件由1个煤试件和i个岩石试件组成，i＝1或2；第二步：启动静载试验加载系统，对煤岩组合体试件进行加载试验，在加载过程中，通过试验系统获得煤岩组合体试件整体的应力和应变变化；通过应变仪获得煤岩组合体试件中各岩石试件的应变变化，每个岩石试件的多个应变片测得应变求平均即为该岩石试件的平均应变；第三步：计算煤岩组合体试件中煤试件的应力和应变，由于煤岩组合体试件中煤试件与岩石试件是串联关系，所以煤试件、岩石试件与煤岩组合体整体的应力相等，煤试件与岩石试件的轴向变形量之和等于煤岩组合体试件整体的轴向变形量，则煤岩组合体试件加载过程中煤试件的应力为：σ_C＝σ_Ri＝σ_w  (1)式中σ_C——煤岩组合体试件中煤试件的应力，Pa；σ_Ri——煤岩组合体试件中第i个岩石试件的应力，Pa；σ_w——煤岩组合体试件整体的应力，Pa；根据煤岩组合体试件加载过程中各岩石试件的应变变化，再结合煤岩组合体试件整体的变形情况，即可反推煤岩组合体试件中煤的应变变化，反推公式如下：式中ε_C——煤岩组合体试件中煤试件的应变；ΔL——煤岩组合体试件的整体变形量，mm；ε_Ri——煤岩组合体试件中第i个岩石试件的应变；L_Ri——煤岩组合体试件中第i个岩石试件的高度，mm；L_C——煤岩组合体试件中煤试件的高度，mm；第四步：根据上述获得的煤岩组合体试件中煤试件的应力和应变变化，即可获得煤岩组合体试件中煤试件的应力应变曲线；重复上述1‑3步骤，对同类煤岩组合体试件最少进行三次加载试验，每次试验得到一个煤试件的应力‑应变曲线，每个应力‑应变曲线可以求得一个抗压强度值和一个弹性模量值，多次试验获得的抗压强度和弹性模量分别求平均值，即为煤岩组合体试件中煤试件的抗压强度和弹性模量。