不同宽高比矿柱偏心压缩失稳破坏规律研究

作     者：吕欣建 马强英 王薪荣 张哲浩 路增祥 

作者机构：辽宁科技大学矿业工程学院 辽宁省金属矿产资源绿色开采工程研究中心 

出 版 物：《金属矿山》 (Metal Mine)

年 卷 期：2024年第10期

页      面：38-44页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金青年项目(编号:52304087) 辽宁省教育厅项目(编号:LJKMZ20220661) 

主　　题：矿柱 偏心压缩 宽高比 承载特性 破坏模式 

摘      要：研究非等跨采场结构下,矿柱偏心压缩失稳破坏规律,可以为矿柱结构参数优化提供技术支撑。通过偏心加载装置,以岩样模拟矿柱,开展了不同宽高比岩样偏心压缩试验。结合数字图像相关方法,得到了宽高比(w/h)分别为2∶1、1∶1、1∶2和1∶3时矿柱偏心承载性能和加载过程中位移场及应变场的演化规律。结果表明:(1)偏心压缩条件下,矿柱抗压强度随着宽高比增加逐渐增加,弹性模量则反之;在考虑偏心荷载作用的矿柱设计时,应适当增加矿柱宽高比,从而保障采场安全性。(2)当w/h=2∶1时,偏心承载矿柱破坏形式主要为压剪破坏,表现为偏心荷载侧局部劈裂破坏;当w/h=1∶1时,矿柱以压缩破坏为主拉伸破坏为辅;当w/h1∶2时,矿柱破坏以偏心拉伸破坏为主。(3)不同宽高比矿柱的水平位移场在距偏心荷载较远一侧发生较大变形,剪切应变场也为压—拉应变场;当w/h≥1∶2时,矿柱的破坏主要是由压应变局部化带引发;w/h=1∶3时,矿柱破坏主要由拉应变局部化带引发。