坚硬顶板周期来压覆岩破断力学机理研究_中国煤炭行业知识服务平台

坚硬顶板周期来压覆岩破断力学机理研究

作者

张军
单位

中煤科工集团重庆研究院有限公司
摘要

坚硬顶板破断运移规律一直是采矿领域研究的热点，针对覆岩内部破断裂隙分布不明晰的问题，以砌体梁理论中的关键块体为研究对象，建立了线性增压荷载下悬臂梁模型，根据弹性力学应力逆解法，在艾里应力函数满足双调和方程的基础上，采用叠加原理推导并验证了满足模型应力边界条件的内应力分量解析解。在此基础上，以Mohr-Coulomb屈服准则作为破断判据，推导了破断迹线隐函数方程式。采用Matlab软件计算和绘图得到了破断迹线，通过算例校验分析了岩石黏聚力、内摩擦角对破断迹线的影响规律，验证了破裂迹线求解的正确性。这对于进一步认识覆岩破断力学机理具有一定的意义。
关键词

坚硬顶板覆岩破断周期来压应力场关键层
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金面上项目(52274092)；重庆市博士“直通车”项目(CSTB2023NSCQ-BSX0009)；
文章目录

1 坚硬顶板“悬臂梁”力学模型分析
1.1 力学模型
1.2 模型端部荷载
2 应力分量及破裂迹线方程推导
2.1 模型内应力分量求解及验证
2.2 破裂迹线方程推导
3 算例分析
3.1 主应力分量分布特征
3.2 岩石黏聚力对破裂迹线的影响
3.3 内摩擦角对破裂迹线的影响
4 结论