不同岩性环境底板应力场与变形破坏规律分析

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1、，y摘要捅要本文结合采场的应力分布特征，建立了底板在三角形带状荷载下弹性半无限体的应力分布计算力学模型、底板的梁结构材料力学模型、采空区底板的弹性薄板力学分析模型，给出底板的应力、内力计算公式及变形破坏的判断依据。运用Flac3d数值模拟软件，模拟了三种岩性环境即硬顶软底、硬底软顶及顶底相近环境下，工作面走向、倾向及底板深度方向的变形破坏规律，具体包括：底板应力场分布特征、底板的位移特征、底板的塑性区，总结了三种岩性环境下底板变形破坏规律的异同。提出了底板的分区标准：底板最大垂直应力梯度法线将工作面附近底板分

2、为采动矿压显现剧烈区和微弱区，即底板的矿压显现如底臌变形及剪切破坏均发生在应力峰值往采空区方向而峰值前方底板则只发生微小的压缩变形；底板的拉应力线和原岩应力线又将底板分成拉应力区、应力降低区及应力增高区。定义了工作面前方集中应力场在底板传播的衰减系数，衰减系数与最大垂直应力梯度法线两者的结合更为形象地描述了底板深度方向应力场分布特征。对孙疃1028工作面开采底板的变形破坏规律进行了力学分析计算研究，给出了应力、位移、及底板的塑性区，同时给出底板的破坏深度。最后结合现场实测，验证了力学分析结果和数值模拟计算结果

3、的准确性。图【63】表[6】参【50】关键词：底板；应力场；变形破坏；数值模拟；分类号：TD325～√安徽理工大学硕士学位论文，AbstractCombinedwithslopestressdistributioncharacteristics，thepaperestablishedallelasticsemi—inftnitestressdistributioncomputationalmechanicsmodeloffloorinthetrianglestripload,amaterialsmechani

4、calmodeloffloorbeamstructure，andallelasticthinplatemechanicalanalysismodelofmined-outareafloor,giventhefloorstress，internalforcesformula,deformationanddamagejudgmentbasis．UsingFlac3dnumericalsimulationsoRware，thepapersimulateddeformationanddamagelawoffloorp

5、latedirection,tendencyanddepthduringdrillingworkingfaceunderthreekindsofrockenvironmentofhard-topandsoft-bottom,hard-bottomandsoft-top，similarcircumstancesoftopandbottom,includingstressdistributioncharacteristics，displacementcharacteristicsandplasticzoneoff

6、loorplate．ThenitsummarizedthesimilaritiesanddifferencesoffloorplatedeformationanddamagelawunderthesethreekindsofrockcnvironmenLItproposedfloorplatestressareacriteria,thatisworkingfacenearthefloorwillbedividedinmmjningpressureappearedsuddenchangeregionandwea

7、kregionbymaxinlulnverticalstressgradientnormal．ThatistOsay,floorplateminepressurebehaviorsuchasfloorheavedeformationandshearbreakingoccurredinthestresspeaktothedirectionofmined-outareawhilefloorplatefrontofthepeakhasonlysmallchangesofsubstmtedeformation；flo

8、orplatewillbedividedintotensilestressregion,stressreductionregionandstressincreaseregionbytensilestresslinesandtheoriginalrockstresslines．ThepaperalsodefinedtheAttenuationcoefficientoffocusedstressfiel