缓倾斜层状岩体顶板稳定性研究

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1、中图分类号——UDC硕士学位论文学校代码至Q墨墨墨密级公五缓倾斜层状岩体顶板稳定性研究StudyofGentleDipRockFormationRoofStability作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：吴均平地下空间科学与工程地下结构稳定性资源与安全工程学院刘爱华教授论文答辩日期翌!：；：乏：兰答辩委员会主中南大学2013年5月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表

2、或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：j牛日期：旦年上月旦日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众

3、提供信息服务。硕士学位论文摘要缓倾斜层状岩体顶板稳定性研究摘要：针对贵州开阳磷矿缓倾斜层状矿体采场软弱直接顶易冒落、垮塌的问题，依托“开磷矿山井巷支护体系与支护标准化研究”课题，通过现场调查以及数值计算方法开展理想弹塑性假定下采场项板的稳定性研究，主要做了以下工作：1、获取地层信息、地应力信息和岩石物理力学参数，根据现场调查结果，对顶板进行分类，折算岩体力学参数。2、针对不同版本的ANSYS软件，编写相应iaVa程序构造初始应力文件，提出高版本的EXCEL简易方法，用ANSYS等效节点反力法实现初始地应力平衡

4、，对ANSYS三维地应力场模拟方法流程进行总结。3、建立缓倾斜层状岩体的ANSYS有限元模型，构造出符合实测资料的初始三维地应力场和初始零位移场，并对采场进行开挖。通过不断增大采场的埋深及其对应的地应力，重复进行多次开挖模拟试验，近似模拟出采场顶板破坏过程。对分层高度为10m、顶板跨度20m的采场，比较开挖后不同埋深顶板的应力、位移和塑性应变，探究厚直接项和薄直接顶的破坏模式和机理。4、采用基于位移突变判据的强度折减法求顶板的安全系数，评价直接顶的稳定性。建立有序样品回归类聚类方法，精确获取位移一一折减系数关

5、系曲线的突变点。对分层高度为10m、顶板跨度20m的采场，求出不同埋深和厚度组合下各关键点的安全系数。用平面折线图分析埋深和厚度各自对直接顶安全系数的影响，用三维曲面图分析埋深和厚度对直接顶安全系数的共同影响。关键词：缓倾斜层状岩体；顶板稳定性；初始地应力场；顶板破坏机理；安全系数；ANSYS分类号：StudyofGentleDipRockFormationRoofStabilityAbstract"ThedirectroofofthegentledipbeddedorestopeofGuizhouKaiya

6、ngphosphatemineisweakandeasytofall，SOthestabilityofroofisstudiedthroughfieldinvestigationandidealelastic-plasticnumericalcalculation．Thefollowingworkshavebeendone：1Obtainingstratigraphicinformation，crustalstressinformationandrockphysicalandmechanicalparamet

7、ersandcalculatingtherockmassmechanicalparameters．2WritingJavaprogramstostructureinitialstressdocumentfordifferentANSYSversions，andputtingforwardEXCELsimplemethodfor■’1’一mgnversion；Summaringthesimulationprocessofthreedimensionalstressfield．3EstablishingtheAN

8、SYSfiniteelementmodelofgentledipbeddedrockmass；Comparingthestresses，displacementsandplasticstrainsofroofsindifferentdepths，andexploringthefailuremodesandmechanismsofthickandthindirectroofs．4Evaluatingt