基于颗粒离散元模型的煤岩组合体损伤演化规律研究

基于颗粒离散元程序建立了“岩体-煤体-岩体”平行黏结数值模型,通过改变中间煤体部分的厚度,探讨了不同煤体厚度对组合体力学特性和破坏特征的影响,并从损伤裂纹扩展演化的过程和不同介质相互作用的力学角度2方面进一步分析了组合体变形破坏过程的一般规律。研究结果表明:煤岩组合体的破坏主要集中于中间煤体部分,尤其煤岩交界面处的破坏最为剧烈;煤岩组合体的破坏以45°~60°角的剪切破坏为主,并且随着中间煤体厚度的减小,组合体的单轴抗压强度和弹性模量呈逐渐增大的趋势;煤岩组合体的变形破坏过程可分为整体线性变形、煤体非线性变形、煤体峰值破坏及煤岩整体失稳破坏4个阶段。