Первый цикл намокания и высыхания сильнее всего ослабил угольные образцы

Китайские исследователи установили, что прочность угольных образцов при повторном увлажнении и высушивании снижается неравномерно. Наиболее заметное ухудшение произошло после первого цикла. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.

Работа посвящена устойчивости угольных целиков, которые могут выполнять роль водоудерживающих перегородок в подземных шахтных водохранилищах. Такие сооружения рассматривают в том числе для накопления энергии: воду можно перекачивать между резервуарами и использовать при выработке электричества.

Образцы испытывали при трёхосном нагружении. Развитие повреждений отслеживали по акустической эмиссии — сигналам, возникающим при образовании и росте трещин. Изменения порового пространства исследовали методом ядерного магнитного резонанса.

С увеличением числа циклов снижались прочность при сжатии и сцепление. Одновременно возрастала доля акустических сигналов, связанных со сдвиговым разрушением. В структуре образцов уменьшалась относительная доля мелких пор и увеличивалась доля средних и крупных.

Результаты показывают, почему при оценке материала подземных водоудерживающих конструкций важно учитывать повторное изменение влажности. Однако исследование выполнено на лабораторных образцах. Оно не устанавливает срок безопасной эксплуатации конкретного целика или водохранилища.

В доступной аннотации не приведены численные значения потери прочности. Для их проверки и оценки условий применимости метода необходим полный текст исследования.