晋城无烟煤结构面剪切参数的试验测定与估算方法

为研究晋城无烟煤的煤体结构面剪切强度及相关参数,通过对取自寺河煤矿3号煤层的含结构面煤体试样进行不同法向应力下的直剪试验,并对结构面形貌进行三维摄影测量,得到了剪切强度的试验值及估算值.试验结果表明:在低法向应力水平下,煤体结构面的法向刚度取值为13.0 ～39.2 GPa/cm,剪切刚度取值为3.1 ～26.6 GPa/cm,中等法向应力水平下,煤体结构面的法向刚度取值为13.8 ～ 62.0 GPa/cm,剪切刚度取值为4.3～18.2 GPa/cm,煤体结构面黏聚力平均值0.67 MPa,峰值摩擦角平均值37°,同时结构面法向刚度、剪切刚度、剪切强度都随法向应力增大而增大,实验结果可为数值模拟中参数的选取提供一定参考.对比估算剪切强度值与试验剪切强度值表明,运用JRC-JCS模型能较好的预测煤体结构面剪切强度.