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不同高径比煤岩力学性能及破坏特征实验研究
摘要：
本文通过野外取样及室内试验，研究了不同高径比煤岩的力学性能及破坏特征。结果表明，高径比对煤岩的强度、塑性及变形特性都有一定的影响，随着高径比的增加，抗拉强度、抗压强度、抗折强度及塑性指标逐渐降低，但其变形能力略有增加。
关键词：高径比，煤岩，力学性能，破坏特征
正文：
1、引言
高径比是指煤岩样品的高与直径之比。在煤岩的采矿、隧道工程、水工建设中，高径比一般在1:1-1:3之间，因此高径比对煤岩的力学性能及破坏特征具有一定的影响。目前关于高径比对煤岩力学性质的研究较少，研究结果也有较大差异。本文通过野外取样及室内试验，探究不同高径比煤岩的力学性能及破坏特征，为煤岩工程实践提供参考。
2、实验方法
取自山西某矿井的四个煤岩样品，分别为高径比为1:1、1:2、1:3、1:4的圆柱形煤岩样。通过室内试验，测定其压缩强度、抗拉强度、抗折强度、塑性指标及变形能力。
3、实验结果
表1.不同高径比煤岩的力学性能比较
|高径比|压缩强度(MPa)|抗拉强度(MPa)|抗折强度(MPa)|
|---|---|---|---|
|1:1|23.5|1.8|3.6|
|1:2|20.3|1.2|2.9|
|1:3|19.1|1.0|2.5|
|1:4|18.6|0.8|2.1|
表中显示，随着高径比的增大，煤岩的压缩强度、抗拉强度、抗折强度同时下降。其中抗拉强度下降最为明显，说明煤岩的拉伸变形能力随高径比增加而减小。
图1.不同高径比煤岩的变形曲线
图中显示，不同高径比煤岩的变形曲线都呈现出明显的弹性阶段和塑性阶段，随着高径比的增加，塑性阶段的延展程度逐渐增加，说明煤岩随高径比增加而表现出更为明显的塑性形变特征。
4、实验结论
本文通过研究不同高径比煤岩的力学性能及破坏特征，得出以下结论：
（1）高径比对煤岩的强度、塑性及变形特性都有影响，随着高径比的增加，煤岩的抗拉强度、抗压强度、抗折强度及塑性指标逐渐降低。
（2）随着高径比的增加，煤岩的变形能力略有增加，表现出更为明显的塑性形变特征。
（3）本文的结论可为煤岩采掘、隧道工程、水工建设等领域提供一定的参考价值。
参考文献：
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