The fracture behaviour and crack propagation features of coal under coupled static-dynamic loading conditions are important when evaluating the dynamic failure of coal. In this study, coupled static-dynamic loading tests are conducted on Brazilian disc (BD) coal specimens using a modified split Hopkinson pressure bar (SHPB). The effects of the static axial pre-stress and loading rate on the dynamic tensile strength and crack propagation characteristics of BD coal specimens are studied. The average dynamic indirect tensile strength of coal specimens increases first and then decreases with the static axial pre-stress increasing. When no static axial pre-stress is applied, or the static axial pre-stress is 30% of the static tensile strength, the dynamic indirect tensile strength of coal specimens shows an increase trend as the loading rate increases. When the static axial pre-stress is 60% of the static tensile strength, the dynamic indirect tensile strength shows a fluctuant trend as the loading rate increases. According to the crack propagation process of coal specimens recorded by high-speed camera, the impact velocity influences the mode of crack propagation, while the static axial pre-stress influences the direction of crack propagation. The failure of coal specimens is a coupled tensile-shear failure under high impact velocity. When there is no static axial pre-stress, tensile cracks occur in the vertical loading direction. When the static axial pre-stress is applied, the number of cracks perpendicular to the loading direction decreases, and more cracks occur in the parallel loading direction.

在评估煤动力破坏时，在静态-动态载荷条件下，煤的断裂行为和裂纹扩展特征很重要。在这项研究中，使用改进的剖分式霍普金森压力杆（SHPB）对巴西圆盘（BD）煤样品进行了静态-动态载荷耦合测试。研究了静态轴向预应力和加载速率对BD煤试样动态抗拉强度和裂纹扩展特性的影响。随着静态轴向预应力的增加，煤样的平均动态间接拉伸强度先增大然后减小。当不施加静态轴向预应力时，或者静态轴向预应力为静态抗拉强度的30％时，煤样的动态间接抗拉强度会随着加载速率的增加而呈现增加趋势。当静态轴向预应力为静态抗拉强度的60％时，动态间接抗拉强度会随着加载速率的增加而呈现波动趋势。根据高速相机记录的煤试样的裂纹扩展过程，冲击速度影响裂纹扩展的方式，而静态轴向预应力影响裂纹扩展的方向。煤样品的破坏是高冲击速度下的耦合剪切剪切破坏。当没有静态轴向预应力时，在垂直载荷方向上会产生拉伸裂纹。当施加静态轴向预应力时，垂直于加载方向的裂纹数量减少，并且在平行加载方向上出现更多的裂纹。动态间接拉伸强度随加载速率的增加而呈现波动趋势。根据高速相机记录的煤试样的裂纹扩展过程，冲击速度影响裂纹扩展的方式，而静态轴向预应力影响裂纹扩展的方向。煤样品的破坏是高冲击速度下的耦合剪切剪切破坏。当没有静态轴向预应力时，在垂直载荷方向上会产生拉伸裂纹。当施加静态轴向预应力时，垂直于加载方向的裂纹数量减少，并且在平行加载方向上出现更多的裂纹。动态间接拉伸强度随加载速率的增加而呈现波动趋势。根据高速相机记录的煤试样的裂纹扩展过程，冲击速度影响裂纹扩展的方式，而静态轴向预应力影响裂纹扩展的方向。煤样品的破坏是高冲击速度下的耦合剪切剪切破坏。当没有静态轴向预应力时，在垂直载荷方向上会产生拉伸裂纹。当施加静态轴向预应力时，垂直于加载方向的裂纹数量减少，并且在平行加载方向上出现更多的裂纹。冲击速度影响裂纹扩展的方式，而静态轴向预应力影响裂纹扩展的方向。煤样品的破坏是高冲击速度下的耦合剪切剪切破坏。当没有静态轴向预应力时，在垂直载荷方向上会产生拉伸裂纹。当施加静态轴向预应力时，垂直于加载方向的裂纹数量减少，并且在平行加载方向上出现更多的裂纹。冲击速度影响裂纹扩展的方式，而静态轴向预应力影响裂纹扩展的方向。煤样品的破坏是高冲击速度下的耦合剪切剪切破坏。当没有静态轴向预应力时，在垂直载荷方向上会产生拉伸裂纹。当施加静态轴向预应力时，垂直于加载方向的裂纹数量减少，并且在平行加载方向上出现更多的裂纹。