关于极松软煤层抗剪强度的水敏性试验研究

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1、第４５卷第５期煤炭科学技术Ｖｏｌ?４５Ｎｏ?５２０１７年５月ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｙ２０１７极松软煤层抗剪强度的水敏性试验研究１，２３周鹏，张博（１?中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州２２１１１６；２?煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州２２１１１６；３?晋城煤业集团长平煤业有限责任公司，山西晋城０４８０００）摘要：为分析极松软煤层注水防止片帮的效果，研究了极松软煤层注水后抗剪强度的变化。基于非饱和土理论及直剪试验，采用极松软煤体重塑煤样，进行了一系列不同含水率及法向应力下不固结不排水直剪

2、试验的研究，提出了以含水率为中心，以黏聚力和内摩擦角为主要指标的抗剪强度分析方法，采用试验和理论方法综合分析研究了含水率对极松软煤的抗剪强度的影响。研究结果表明：在低法向应力状态下，试样剪应力易发生软化现象，而在高法向应力状态下，试样易发生硬化现象；重塑煤样的黏聚力随含水率的增加先增大，达到最适含水率后（约１７．６４％），黏聚力随含水率的增加反而减小；含水率对重塑煤样的内摩擦角影响不明显，证实松软煤层注水防止片帮的工程控制技术是有效的。关键词：极松软煤层；煤层注水；直剪试验；水敏性；片帮防治中图分类号：ＴＤ３１３文献标志码：

3、Ａ文章编号：０２５３－２３３６（２０１７）０５－０１０３－０６Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｗａｔｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｅｘｔｒｅｍｅｌｙｓｏｆｔｃｏａｌｓｅａｍ１，２３ＺｈｏｕＰｅｎｇ，ＺｈａｎｇＢｏ（１?ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｉｎｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１１１６，Ｃｈｉｎａ；２?ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＳａｆｅＭｉｎｉｎｇ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１１１６，Ｃｈｉｎａ；

4、３?ＣｈａｎｇｐｉｎｇＣｏａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＪｉｎｃｈｅｎｇＣｏａｌＧｒｏｕｐ，Ｊｉｎｃｈｅｎｇ０４８０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇｒｉｂｓｐａｌｌｉｎｇｂｙｕｓｉｎｇｗａｔｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｉｎｅｘｔｒｅｍｅｌｙｓｏｆｔｃｏａｌｓｅａｍ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈａｆｔｅｒｗａｔｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｅｘｔｒｅｍｅｌｙｓｏｆｔｃｏａｌｓｅａｍ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔ

5、ｈｅｏｒｙｏｆｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄｓｏｉｌｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅｄｉｒｅｃｔｓｈｅａｒｔｅｓｔｓ，ｂｙｕｓｉｎｇｅｘｔｒｅｍｅｌｙｓｏｆｔｃｏａｌｓａｍｐｌｅｓｗｈｉｃｈｈａｄｂｅｅｎｒｅ－ｍｏｄｅｌｌｅｄ，ａｓｅｒｉｅｓｏｆｄｉｒｅｃｔｓｈｅａｒｔｅｓｔｓｗｉｔｈｎｏｎｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎａｎｄｎｏｎｄｒａｉｎ⁃ａｇｅｗｅｒｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｏｒｍａｌｓｔｒｅｓｓｅｓ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔ

6、ｈｏｄｏｆｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｄｔｈｅｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｗａｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｋｅｙｉｎｄｅｘ，ｔｈｅｃｏｈｅｓｉｏｎａｎｄｉｎｔｅｒｎａｌｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｇｌｅｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｍａｉｎｉｎｄｅｘｅｓ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｏｎｅｘｔｒｅｍｅｌｙｓｏｆｔｃｏａｌｓｅａｍｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｅｓｔｓａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ

7、．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｉｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｌｏｗｎｏｒｍａｌｓｔｒｅｓｓ，ｔｈｅｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｔｅｎｄｅｄｔｏｓｏｆｔｅｎ，ａｎｄｔｈｅｓａｍｐｌｅｗａｓｐｒｏｎｅｔｏｈａｒｄｅｎｉｎｇｉｎｈｉｇｈｓｔｒｅｓｓｓｔａｔｅ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅｃｏｈｅｓｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｈｅｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔ，ａｆｔｅｒｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｅｘｃｅｅｄｅｄｔｈｅｏｐｔｉｍ

8、ｕｍｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ１７．６４％），ｔｈｅｃｏｈｅｓｉｏｎｂｅｇａｎｔｏｄｅｃｌｉｎｅａｎｄｔｈｅｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｐｏｓｓｅｓｓｅｓｌｉｔｔｌｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｇｌｅ．Ｉｔｉｓｐｒｏｖｅｄｔｈ