采场底板层状结构关键层隔水性能力学分析

来源期刊：中国矿业大学学报2020年第6期

论文作者：鲁海峰 孟祥帅 张元 姚多喜

文章页码：1057 - 1066

关键词：底板突水;关键层;组合梁;层状结构;

摘    要：针对煤系岩体层状结构特点并考虑地应力作用,将隔水关键层概化成受纵横荷载作用的固定梁,系统总结其沿层理面剪切出现分层、端部压剪及弯拉等破坏模式并给出相应力学判据.依据转角方程和组合梁的变形几何关系建立了考虑层间滑移的接触压力求解模型,在此基础上迭代求出关键层组合梁突水临界水压.分析了组合梁分梁厚度和接触摩擦、关键层厚度、层理面强度以及侧压系数等参数对关键层隔水性能影响规律.结果表明,关键层一旦由整体变为分层组合受力,弯曲应力将大大增加,增大梁间接触摩擦并不能有效降低应力,隔水性能提高有限;关键层厚度越大、层理面抗剪强度越低,沿层理面剪切破坏发生分层的可能性越大;随着侧压系数增大,关键层破坏模式依次可从整体弯拉、沿层理面剪切逐渐变为整体压剪破坏.实际工程中应加强对关键层的层理面、软弱夹层等结构面的探查及其强度的测试,准确分析破坏模式从而使得突水危险性的判定更为可靠.