Deep mining and drilling activities typically trigger significant deformation of coal/rock roadway and even coal/rock dynamic hazards, which has attracted considerable attention. Hence, in this article, the mechanics and failure properties of intact coal are examined through triaxial compression tests and creep tests. First of all, triaxial compression experiments demonstrated that the complete stress–strain curves of intact coal are characterised by Class-I behaviour; and the post-peak modulus is negative. Second, with increasing confining pressure, peak strength and residual strength rise linearly, whereas elasticity modulus and peak strain increase as a power function form. Thirdly, compared with conventional triaxial load, tiered cyclic load can stiffen the strength of intact coal. Moreover, the data of creep tests are successfully fitted to the Burgers model. Maxwell elasticity modulus is significantly smaller than other creep parameters; Maxwell viscosity coefficient shows a positive correlation with deviatoric stress. Contrarily, Kelvin elasticity modulus and Kelvin viscosity coefficient drop with the rise in deviatoric stress. Additionally, with increasing deviatoric stress, single-step creep strain and average creep strain rate, proposed in this study, increase in a power function form. Finally, failure characteristics of intact coal under triaxial stress could be classified into four types (mainly shear failure and multiple shear fractures). The failure-plane angle generally linearly increases with the rise in confining pressure applied.

中文翻译：

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原煤应力-应变、蠕变和破坏机理的理论与试验研究

深部开采和钻井活动通常会引发煤/岩石巷道的显着变形，甚至引起煤/岩石动力危害，这引起了广泛关注。因此，在本文中，通过三轴压缩试验和蠕变试验来检验完整煤的力学和破坏特性。首先，三轴压缩实验表明，完整煤的完整应力-应变曲线具有 I 类行为特征；峰后模量为负。其次，随着围压的增加，峰值强度和残余强度线性增加，而弹性模量和峰值应变以幂函数形式增加。第三，与传统的三轴载荷相比，分层循环载荷可以增强完整煤体的强度。而且，蠕变试验数据成功拟合 Burgers 模型。麦克斯韦弹性模量明显小于其他蠕变参数；麦克斯韦粘度系数与偏应力呈正相关。相反，开尔文弹性模量和开尔文粘度系数随着偏应力的增加而下降。此外，随着偏应力的增加，本研究中提出的单步蠕变应变和平均蠕变应变率以幂函数形式增加。最后，完整煤体在三轴应力作用下的破坏特征可分为四种类型（主要是剪切破坏和多次剪切断裂）。破坏平面角度通常随着施加的围压的增加而线性增加。麦克斯韦弹性模量明显小于其他蠕变参数；麦克斯韦粘度系数与偏应力呈正相关。相反，开尔文弹性模量和开尔文粘度系数随着偏应力的增加而下降。此外，随着偏应力的增加，本研究中提出的单步蠕变应变和平均蠕变应变率以幂函数形式增加。最后，完整煤体在三轴应力作用下的破坏特征可分为四种类型（主要是剪切破坏和多次剪切断裂）。破坏平面角度通常随着施加的围压的增加而线性增加。麦克斯韦弹性模量明显小于其他蠕变参数；麦克斯韦粘度系数与偏应力呈正相关。相反，开尔文弹性模量和开尔文粘度系数随着偏应力的增加而下降。此外，随着偏应力的增加，本研究中提出的单步蠕变应变和平均蠕变应变率以幂函数形式增加。最后，完整煤体在三轴应力作用下的破坏特征可分为四种类型（主要是剪切破坏和多次剪切断裂）。破坏平面角度通常随着施加的围压的增加而线性增加。开尔文弹性模量和开尔文粘度系数随着偏应力的增加而下降。此外，随着偏应力的增加，本研究中提出的单步蠕变应变和平均蠕变应变率以幂函数形式增加。最后，完整煤体在三轴应力作用下的破坏特征可分为四种类型（主要是剪切破坏和多次剪切断裂）。破坏平面角度通常随着施加的围压的增加而线性增加。开尔文弹性模量和开尔文粘度系数随着偏应力的增加而下降。此外，随着偏应力的增加，本研究中提出的单步蠕变应变和平均蠕变应变率以幂函数形式增加。最后，完整煤体在三轴应力作用下的破坏特征可分为四种类型（主要是剪切破坏和多次剪切断裂）。破坏平面角度通常随着施加的围压的增加而线性增加。三轴应力作用下完整煤体的破坏特征可分为四种类型（主要是剪切破坏和多次剪切断裂）。破坏平面角度通常随着施加的围压的增加而线性增加。三轴应力作用下完整煤体的破坏特征可分为四种类型（主要是剪切破坏和多次剪切断裂）。破坏平面角度通常随着施加的围压的增加而线性增加。