开采与均布载荷条件下无粘结双层叠梁变形-开裂-垮落的数值模拟

作     者：王学滨 白雪元 侯文腾 芦伟男 Wang Xuebin;Bai Xueyuan;Hou Wenteng;Lu Weinan

作者机构：辽宁工程技术大学计算力学研究所阜新123000 辽宁工程技术大学力学与工程学院阜新123000 

出 版 物：《应用力学学报》 (Chinese Journal of Applied Mechanics)

年 卷 期：2018年第35卷第6期

页      面：1326-1332,1424,1425页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51574144) 辽宁省百千万人才工程项目(2017) 

主　　题：双层叠梁 无粘结 均布载荷 采动 离层 开裂 垮落 开采间隔 

摘      要：采用已开发的拉格朗日元方法、变形体离散元方法及虚拟裂纹模型耦合的连续-非连续方法,开展了开采及均布载荷条件下无粘结双层叠梁变形-开裂-垮落的数值模拟研究,研究了开采间隔(可比拟开采速度)、均布载荷(可比拟开采深度)及单梁叠放顺序的影响。叠梁由上软下硬或上硬下软两单梁构成。研究发现:随着开采间隔的增加,叠梁的位移值先增加后基本不变,首次开裂对应的开采距离减小,开裂位置增多,但增速变慢;随着均布载荷的增加,在开采过程中,叠梁先后呈现出弹性变形、开裂及垮落,离层变得不明显,叠梁的位移值增大,但不超过采高,首次开裂对应的开采距离减小,开裂位置有增多的趋势。当均布载荷较小时,上硬下软叠梁的开裂位置多于上软下硬叠梁的;但当均布载荷较大时,二者大小不确定,这反映了叠梁开裂后岩块之间复杂的相互作用。当均布载荷较大时,单梁叠放顺序的影响变小。