冲击载荷下煤样动力学响应特性与损伤本构模型

来源：振动与冲击杂志2024年第9期北京时间：

作者：杨科,,，许日杰,,，刘帅,,，刘文杰,,，张杰,,

单位：1.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室，安徽淮南232001；2.安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室，安徽淮南232001;3.安徽理工大学矿业工程学院，安徽淮南232001;4.安徽理工大学安全科学与工程学院，安徽淮南232001

摘要：为研究深部煤体动载响应规律，采用分离式霍普金森压杆试验系统（SHPB）对信湖矿煤样开展了不同应变率的单轴冲击压缩试验。研究结果表明：冲击载荷下煤样动态抗压强度强度具有明显的应变率效应，且随着应变率增大，应变硬化现象愈发明显；煤样反射能、透射能、吸收能、耗能密度与应变率呈一次函数关系，耗能占比与应变率呈指数型函数关系，且均保持正相关。基于经典朱-王-唐（ZWT）模型、Weibull分布、Drucker-Prager（D-P）准则，建立了考虑煤样损伤与粘滞性特征的动态统计损伤本构模型，并对本构模型的准确性与普适性进行了验证。该模型能够较好地描述煤样冲击动态力学行为，为动载影响下深地煤炭安全开采提供了基础研究。

关键词：煤；应变率；朱-王-唐模型；动态损伤本构模型；分离式霍普金森压杆