软煤样断裂韧性加载速率效应实验研究*

侯连浪，刘向君，梁利喜，张 平，谢 斌，张 旭

(1.西南石油大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都 610500；2.中联煤层气有限责任公司，北京 100015)

0 引言

煤岩的岩石力学性质是煤岩体的基本属性[1]，反映煤岩体的物理状态和承受外界作用的能力[2]，准确认识煤岩岩石力学特性对防治煤炭开采过程中可能发生的煤与瓦斯突出事故及煤层气井钻井过程中可能发生的井壁坍塌事件至关重要[3]。加载速率是影响岩石力学性质的主要因素之一[4-5]。国内外学者开展大量相关研究，宫能平等[6]分析加载速率对花岗岩动态断裂韧度影响；吴绵拔[7]分析加载速率对花岗岩单轴抗压和抗拉特性的影响；Sang等[8]对Inada花岗岩开展动态拉伸实验，研究岩石动态拉伸强度与应变率的关系；李永盛[9]定量分析应变速率对红砂岩单轴抗压强度与峰值强度对应的应变、破坏后变形模量，以及破裂形式等物理力学性态的影响。以上研究对象均为硬脆岩石，部分学者开展软岩岩石力学特性加载速率效应研究。纪文栋等[10]分析应变加载速率对盐岩三轴强度、轴向应变及侧向应变以及破裂形式等物理力学性质的影响；李海波等[11]分析加载速率对软岩(砂浆模拟材料)的强度参数、弹性参数的影响；廖红建等[12]对硅藻质软岩试样进行不同围压和不同加载速率的应变和应力控制式固结不排水三轴实验；梁卫国等[13]以层状盐岩体矿床中的NaCl岩盐与无水芒硝盐岩为研究对象，开展不同加载速率的单轴压缩强度与变形特性的应变率效应研究。……