采动底板突水危险性的结构体系可靠度分析

鲁海峰^1,2，姚多喜¹

1. 安徽理工大学地球与环境学院2. 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室

摘 要：提出采用结构体系可靠度方法研究岩体参数以及荷载等随机性因素对煤层底板抗突水能力的影响.为求出底板抗突水的体系可靠概率,总结了底板的2种不同失效模式:1)底板破坏深度和承压水导升高度之和大于等于底板总厚,即无有效隔水层;2)当底板存在有效隔水层时,有效隔水层强度不足失去承载能力.将这两种失效模式视为串联体系.依据弹性力学固支梁等理论分别建立了2种不同失效模式的功能函数,由Monte Carlo法计算出各单一失效模式以及串联体系的可靠概率,在此基础上分析了随机变量均值、变异系数对可靠概率的影响.研究结果表明,岩体参数以及荷载等随机性因素对底板抗突水能力的影响较大,可同时采用突水系数和可靠概率作为底板突水危险性的评价指标,判定结果将更为准确和全面.

关键词：底板突水;结构体系可靠度;固支梁;Monte Carlo;