地下巖體工程頂板拉張破壞數(shù)值模擬研究.pdf

1、在地下巖體工程中，頂板離層的產(chǎn)生、發(fā)育直至垮落是采空區(qū)災害的一個重要成因。頂板離層是地應力、圍巖力學性質(zhì)、圍巖體結(jié)構(gòu)及巷道斷面等因素綜合作用的外在表現(xiàn)。因此，研究頂板離層破壞現(xiàn)象對優(yōu)化巷道支護結(jié)構(gòu)設計和施工等工程具有重要的理論意義和工程實用價值。
　　本文研究地下巖體工程頂板離層發(fā)育過程，探討發(fā)育離層現(xiàn)象的規(guī)律。主要介紹了離層產(chǎn)生的機理，張開型裂紋型尖端的應力場和位移場，裂紋失穩(wěn)擴展等相關(guān)理論，以巖石受拉破壞理論和經(jīng)典斷裂力學理論

2、為基礎(chǔ)，結(jié)合巖石拉張破裂的判據(jù)，建立有限元模型，分析模擬頂板離層拉張破裂的結(jié)果。
　　本文所建立的模擬方法是使裂紋從單元內(nèi)部開裂，嚴格沿著破裂點主應力方向?qū)⒅車嚓P(guān)單元裂開，增加新的單元和節(jié)點，并且對開裂后的網(wǎng)格能自動進行形狀的優(yōu)化處理。利用本文的程序模擬張開型裂紋尖端擴展過程和純離層破壞無層內(nèi)開裂過程，并且對純層內(nèi)開裂工程簡例以及覆巖離層開裂工程簡例進行數(shù)值模擬。
　　模擬結(jié)果表明：采空區(qū)頂板離層的產(chǎn)生、發(fā)育直至垮落的過程