12081工作面煤巖體力學(xué)參數(shù)的選取及udec數(shù)值模擬分析

1、12081工作面煤巖體力學(xué)參數(shù)的選取及 工作面煤巖體力學(xué)參數(shù)的選取及UDEC數(shù)值模擬分析 數(shù)值模擬分析摘要:由于12081采場(chǎng)圍巖運(yùn)移的復(fù)雜性，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)反映的 只是某一方面或者幾方面的規(guī)律，對(duì)頂板活動(dòng)難以有一個(gè)全面了解。 研究方法采用相似模擬只能在部分方面取得較好的成果，但是會(huì)消耗 較高成本。實(shí)驗(yàn)周期經(jīng)較長(zhǎng),并且一次只能模擬一種狀態(tài)。近年來(lái)，采 用數(shù)值模擬方法能得到相似模擬所達(dá)不到的效果。關(guān)鍵詞:煤巖體力學(xué)參數(shù)模擬分析由于1208

2、1采場(chǎng)圍巖運(yùn)移的復(fù)雜性，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)只能反映某 一些方面或某幾方面的規(guī)律，難能對(duì)頂板活動(dòng)有一個(gè)全面的了解。采 用相似模擬的研究方法，雖然在某些方面能取得很好的效果，但是,模 擬的成本高，實(shí)驗(yàn)周期經(jīng)較長(zhǎng),并且一次只能模擬一種狀態(tài)。近年來(lái)采 用數(shù)值模擬方法能得到相似模擬所達(dá)不到的效果。本次采用UDEC 數(shù)值模擬方法，研究不同初撐力條件下,上覆巖層的穩(wěn)定性。1煤巖體力學(xué)參數(shù)的選取1.1煤巖體力學(xué)參數(shù)的選取關(guān)于巖體參數(shù)的參考值，其材料特性滿

3、足庫(kù)侖一摩爾準(zhǔn)則。確可以將巖石塊體之間的接觸面認(rèn)為是節(jié)理。根據(jù)不同的粗糙程度, 個(gè)別的接觸點(diǎn)構(gòu)成接觸面系，通常兩個(gè)端點(diǎn)的接觸可以代表，端點(diǎn)會(huì)在 運(yùn)動(dòng)的時(shí)候發(fā)生相對(duì)的法向位移和切向位移。塊體不僅會(huì)有面接觸還有點(diǎn)接觸，不管是點(diǎn)還是面的接觸,都會(huì)有 數(shù)學(xué)上的奇異性,點(diǎn)接觸會(huì)引起計(jì)算上的應(yīng)力集中，但是實(shí)際情況是, 尖角在力的作用下被折斷鈍化，因此還要將圓弧化處理加入到角點(diǎn)的 計(jì)算中。圓弧化處理角點(diǎn)之后，可以將圓弧的中心道邊的垂線和邊的交點(diǎn) 作為

4、邊和角的接觸點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)方向也就是垂線方向。兩個(gè)焦點(diǎn)的 接觸點(diǎn)可以取兩個(gè)圓弧中心的聯(lián)機(jī)和圓弧交線的交叉點(diǎn)。經(jīng)過(guò)圓弧化 處理的角點(diǎn)增加了計(jì)算的時(shí)間，但是角點(diǎn)接觸的奇異性被消除,這樣的 計(jì)算和實(shí)際接觸點(diǎn)的物理圖像更加符合。本次模擬時(shí)round取值0.2。1.3剛度系數(shù)在UDEC中節(jié)理的法向和切向剛度系數(shù)kn和ks的正確選取是至 關(guān)重要的。如果剛度系數(shù)取得太大,剛體塊將連接成為一個(gè)整體，無(wú)相 對(duì)運(yùn)動(dòng)可言;如果取得太小了，則剛體塊將成為一盤散