基于弹性地基梁采场坚硬顶板变形与内力的解析计算

发布时间：2018-06-12 02:24

  本文选题：弹性地基梁 + 坚硬顶板　； 参考：《采矿与安全工程学报》2017年02期

【摘要】：将煤层、直接顶处理为弹性地基,考虑开挖扰动产生的支承压力影响,建立采场顶板的力学分析模型,采用分段函数描述工作面前方顶板所受的支承压力,结合连续条件和自然边界条件求解模型并获得了岩梁的弯矩、剪力和挠度的解析表达式;采用matlab软件得到坚硬顶板的变形与内力曲线。通过分析可知:1)在支承压力最大值处,岩梁的变形、最大正(负)弯矩都近似与应力集中程度成正比关系,同时也是岩梁可能发生断裂的关键位置;2)在开挖影响范围内,随着Winkler地基系数k的增大岩梁变形减小;3)随着开采宽度的增大,原点距应力集中区域较远,所以变形较小,但是最大变形处至煤壁距离不变。
[Abstract]:The direct roof of coal seam is treated as elastic foundation, considering the influence of supporting pressure caused by excavation disturbance, the mechanical analysis model of stope roof is established, and the supporting pressure of roof in front of working face is described by piecewise function. The analytical expressions of bending moment, shear force and deflection of rock beam are obtained by combining continuous condition and natural boundary condition, and the deformation and internal force curves of hard roof are obtained by matlab software. The analysis shows that at the maximum bearing pressure, the deformation and maximum positive (negative) bending moment of rock beam are all approximately proportional to the degree of stress concentration, and are also the key position where the rock beam may fracture. With the increase of Winkler foundation coefficient k, the deformation of rock beam decreases. With the increase of mining width, the origin is far from the stress concentration area, so the deformation is smaller, but the distance from the maximum deformation to the coal wall is not changed.
【作者单位】： 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室土木建筑学院;中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;徐州市轨道交通工程质量安全监督站;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2014CB046300) 国家自然科学基金项目(51508314) 山东省自然科学基金项目(ZR2016JL018) 中国博士后科学基金项目(2016M592218)
【分类号】：TD322.1

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本文编号：2007848