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汪杰 考虑时间效应的采空区顶板稳定性分析

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汪杰 考虑时间效应的采空区顶板稳定性分析第2卷第1期采矿与岩层控制工程学报Vol.2No.12020年2月JOURNALOFMININGANDSTRATACONTROLENGINEERINGFeb.2020汪杰,张超,郑迪,等.考虑时间效应的采空区顶板稳定性分析[J].采矿与岩层控制工程学报,2020,2(1):013011.WANGJie,ZHANGChao,ZHENGDi,etal.Stabilityanalysisofroofingoafconsideringtimeeffect[J].JournalofMiningandStrataControlEngineering,2020,2(1):013011.考虑时间效应的采空区顶板稳定性分析汪杰1,2,张超1,2,郑迪1,2,宋卫东1,2,纪晓飞3(1.北京科技大学土木与资源学院,北京100083;2.金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京100083;3.赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司,内蒙古赤峰025400)摘要:根据红岭铅锌矿采场顶板受力特征,基于Reissner厚板理论,建立了采场顶板的厚板力学模型;根据顶板不同边界条件,推导了固支和简支两种条件下顶板内部最大应力、弯矩和挠度方程;基于Kachanov蠕变损伤理论,构建了采场顶板蠕变损伤模型,并对采场顶板损伤失稳时间进行了深入分析。结果表明:固支条件下,顶板最大弯矩及应力出现在四边中点处,即四边中点处首先出现损伤,由蠕变损伤模型可知,长边中点损伤孕育时间为110.32d,短边中点损伤孕育时间为121.19d,之后损伤逐渐向外侧扩展;简支条件下,顶板最大弯矩及应力出现在顶板中心处,此时中点处损伤孕育时间为49.89d,应在此时间之内充填采空区保证顶板稳定性。工程实例分析表明,顶板损伤孕育时间与顶板厚度呈正比关系、与上覆岩层压力呈反比关系,即顶板越厚,损伤孕育时间越长,上覆岩层压力越大,损伤孕育时间越短。关键词:采空区顶板;Reissner厚板理论;挠度;蠕变损伤;损伤孕育时间中图分类号:TD327.2文献标志码:A文章编号:2096-7187(2020)01-3011-09StabilityanalysisofroofingoafconsideringtimeeffectWANGJie���,ZHANGChao���,ZHENGDi���,SONG

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