反倾层状岩质边坡倾倒破坏的离心模型试验研究

针对反倾层状岩质边坡倾倒破坏机理认识的不足,采用平板玻璃作为相似材料,开展不同边坡坡角及岩层反倾角组合条件下的多组离心模型试验;结合图像量测技术,综合分析坡体在离心加载条件下变形倾倒特征,提出反倾层状岩质边坡典型倾倒破坏模式和倾倒破裂面位置的确定方法。研究表明:坡体倾倒变形主要发生在破裂面以上,坡趾岩层起到抗倾倒作用,变形过程分为位移量稳定增长和位移量加速增长两个阶段;坡体倾倒破坏模式经历坡趾岩层断裂、近坡顶张拉裂缝产生、岩层折断渐进式延伸及裂缝贯通瞬间倾倒4个阶段;边坡坡角及岩层反倾角影响坡体破坏时的临界坡高与破裂面位置,可通过计算位移矢量方向确定破裂面位置。上述研究成果,为反倾层状岩质边坡的破坏理论发展、工程地质灾害评价及防灾减灾提供参考。

急倾斜煤层水平分段综放顶板“倾倒-滑塌”破坏模式

为揭示顶板破坏与移动规律,以江仓一号井11220工作面为工程背景,进行了顶板破坏相似模拟试验和UDEC数值计算,建立了顶板破断岩块倾倒力学模型,揭示了顶板上分段"倾倒式"和下分段"滑塌式"2种破坏模式,提出了顶板岩块"破坏形态转变点"的判别准则,定义了表征顶板破坏形态的滑-倾系数,讨论了顶板载荷和岩块厚度对"滑-倾"系数的影响.结果表明:随着顶煤的放出,顶板易悬空张裂而发生倾倒-滑塌破坏;随着开采水平的加深,上分段倾倒的顶板岩块作用在下分段顶板上,促进了下分段顶板的折断与倾倒,对采空区产生冲击载荷;随着顶板载荷和岩块厚度的增大,顶板更容易发生"滑塌式"破坏;随着顶板岩块高厚比的增加,顶板更容易发生"倾倒式"破坏.