采空区顶板-矿柱体系蠕变损伤力学模型研究

为分析采空区顶板-矿柱体系的稳定性,并预测采空区的稳定时间,采用薄板理论、流变力学和损伤力学理论,建立了采空区顶板-矿柱体系蠕变损伤力学模型。在此模型基础上推导采空区顶板挠度的微分方程,根据采空区顶板在不同阶段的边界条件采用伽辽金方法对该微分方程进行了求解,并在排山楼金矿老采空区进行了工程应用,将预测结果与现场监测结果进行了对比分析,验证了模型的可靠性。研究表明:建立的力学模型能够较准确地运用于采空区稳定时间预测;矿柱的流变变形随时间延长逐渐增大,如不采取加固措施,排山楼金矿老采空区将出现顶板-矿柱体系的坍塌。

多向荷载作用下采空区顶板-矿柱流变力学模型

为分析多向荷载作用下采空区顶板-矿柱体系的稳定性,将采空区顶板简化为弹性薄板,将矿柱简化为符合Kelvin-Voigt模型的粘弹性体,基于弹性板理论和流变力学理论建立多向荷载作用下采空区顶板-矿柱体系流变力学模型,研究垂直荷载和水平荷载共同作用下的采空区顶板-矿柱体系力学特性,推导采空区顶板的控制方程并采用伽辽金方法进行求解。将建立的流变力学模型应用于某煤矿老采空区稳定时间的预测之中,将预测值与现场监测数据进行了对比分析,验证了模型的可靠性。实践表明,建立的多向荷载作用下采空区流变力学模型能够有效地应用于采空区顶板-矿柱体系稳定时间的预测之中。