工作面前方顶板渐进破坏的断裂力学分析Fracture Mechanics Analysis of Progressive Failure in Roof Ahead of Working Face
左建平;孙运江;王金涛;姜广辉;陈岩;
摘要(Abstract)：
对中兴煤矿3211工作面前方顶板20m深度范围内的岩层运动进行了现场钻孔实测,分析发现各岩层呈现出上下波动的运动特征。各测点振动幅度越靠近工作面就越大,由此提出了工作面前方顶板渐进运动破断机理,并对岩体内微裂纹渐进扩展演化机理进行了细观断裂力学分析。研究表明,超前影响远离工作面区段,围压较高,岩层内部微裂纹发生自相似扩展;靠近工作面区段,围压较低,岩层内部微裂纹发生弯折扩展,最终裂纹发生失稳。
关键词(KeyWords)： 工作面前方顶板;渐进破坏;微裂纹扩展;断裂力学
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(51374215,11572343);; 霍英东教育基金会第十四届高等院校青年教师基金应用课题(142018);; 高等学校学科创新引智111计划(B14006);; 北京市科委重大科技成果转化落地培育项目(Z151100002815004)联合资助项目
作者(Authors): 左建平;孙运江;王金涛;姜广辉;陈岩;
DOI: 10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2016.03.002
参考文献(References)：
- [1]何满潮,谢和平,彭苏萍,等.深部开采岩体力学研究[J].岩体力学与工程学报,2005,24(16):2803-2813.
- [2]黄达,黄润秋,王家祥.开挖卸荷条件下大型地下硐室块体稳定性的对比分析[J].岩体力学与工程学报,2007,26(S2):4115-4122.
- [3]黄润秋,黄达.卸荷条件下花岗岩力学特性试验研究[J].岩体力学与工程学报,2008,27(11):2205-2213.
- [4]左建平,魏旭,杨胜利,等.深部岩层渐进破断机理及塑性铰理论研究[A].煤矿岩层控制理论与技术进展.33届国际采矿岩层控制会议(中国)论文集[C].2014.
- [5]彭瑞东,鞠杨,高峰,等.三轴循环加卸载下煤岩损伤的能量机制分析[J].煤炭学报,2014,39(2):245-252.
- [6]浦海,聂韬译.基于雁型裂纹模型的高地应力巷道劈裂破坏机理分析[J].采矿与安全工程学报,2011,28(4):585-588.
- [7]刘泉声,胡云华,刘滨.基于试验的花岗岩渐进破坏本构模型研究[J].岩土力学,2009,30(2):289-296.
- [8]周小平,张永兴,朱可善.中低围压下细观非均匀性岩体本构关系研究[J].岩土工程学报,2003,25(5):606-610.
- [9]周小平,王建华,哈秋舲.压剪应力作用下断续节理岩体的破坏分析[J].岩体力学与工程学报,2003,22(9):1437-1440.
- [10]朱珍德,黄强,王剑波,等.岩体变形劣化全过程细观试验与细观损伤力学模型研究[J].岩体力学与工程学报,2013,32(6):1167-1175.
- [11]黄达,黄润秋.卸荷条件下裂隙岩体变形破坏及裂纹扩展演化的物理模型试验[J].岩体力学与工程学报,2010,29(3):502-512.
- [12]黄达,金华辉,黄润秋.拉剪应力状态下岩体裂隙扩展的断裂力学机制及物理模型试验[J].岩土力学,2011,32(4):997-1002.
- [13]S.Nemat-Nasser,H.Horii.Brittle fracture in compression:splitting,faulting and brittle-ductile transition[J].Philosophical Transanction of Royal Society of London,1986,319(1):337-374.