矿业安全与环保

作者：孙修伟, 梁为民, 李敏敏, 岳高伟, 蔺海晓

关键词：重塑性煤, 低温, 含水率, 抗剪强度, 黏聚力, 内摩擦角

为了研究温度—含水率耦合作用下重塑性煤体抗剪强度的变化规律，保障松软煤层安全高效稳定开采，采用直剪试验分析了重塑性煤体在较低温度(20、0、-10、-20、-30、-40 ℃)、一定含水率(0、0.8%、4%、8%、12%、16%)耦合作用下的抗剪强度特性，并通过数学统计分析了温度与含水率对抗剪强度的影响。研究结果表明：含水率为0时重塑性煤体的黏聚力随着温度的降低呈幂指数增加；温度—含水率耦合作用下重塑性煤体的抗剪强度均与垂向应力成正比，均符合莫尔-库仑准则；在温度为10~20 ℃、含水率为12%~16%时，黏聚力达到最大值322.9 kPa，最小值138.0 kPa出现在温度-40 ℃、含水率4%附近；在-20~-40 ℃温度下，重塑性煤体内摩擦角随含水率的增加逐渐降低至最小值18.25°；当含水率为6%~13%、温度为-20~10 ℃时，内摩擦角达到最大值31.45°，对应抗剪强度达到最大值。温度—含水率耦合作用下，重塑性煤体抗剪强度、内摩擦角与黏聚力均受温度的影响较大。

来源：2024年第2期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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