基于新型加卸载本构模型底板损伤规律研究

• 作者: 孟庆彬 李浩 杜亚波 武光明 武建军 白海波 马凯 马占国
• 来源期刊: 采矿与安全工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 循环加卸载模型 底板损伤规律 修正平行杆系统 数值模拟 注水实验
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 页码范围: 373-381
• 页数: 9页
• 分类号: TD322
• 语种: 中文
• DOI: 10.13545/j.cnki.jmse.2018.02.020

摘要

应力路径对底板岩石力学性能有重大影响,而隔水层的力学特性是其厚度的决定性因素之一.本文认为岩石材料是一种能量非均匀耗散结构,以此为基础建立了修正平行杆模型,将宏、细观损伤变量和损伤演化方程相互联系,体现了循环加卸载过程中岩石的“非线性”、“随机性”和“刚度退化”特性.结合Drucker-Prager屈服准则,建立了一种新型循环加卸载本构模型.根据不连沟矿工程实际建立数值计算模型,通过UMAT二次开发,计算采矿过程中底板的损伤响应.结果表明,工作面煤壁下的底板损伤深度随顶板悬露面积的增加而增加,随顶板垮落而减小.而采空区内形成张拉裂隙,并释放应力波,导致底板损伤深度二次加深.上述因素使得损伤深度以Logistic函数形式波动增长,最终不超过18.5 m的概率超过90％.