巷道层状组合底板在垂直压力下的底鼓研究毕业设计论文.docx
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PAGE\*MERGEFORMAT8PAGE\*MERGEFORMAT7巷道层状组合底板在垂直压力下的底鼓研究StudyonHeavingMechanismofLayeredCombinationRoadwayFloorunderVerticalPressure摘要巷道底板岩层组合结构是巷道底鼓的根本性内因之一,决定着在垂直压力作用下,巷道底鼓类型及底鼓变形量。本文利用弹性地基梁理论、组合梁理论,建立了巷道底板力学模型并对巷道的底鼓影响因素进行了理论推导、分析;采用FLAC3D数值计算和相似模拟实验相结合的研究方法,对“硬-软-硬”巷道底板岩层组合在层厚、强度、巷道跨度差异时在垂直压力下的底鼓量、应力进行对比分析。得到的有益结论为:巷道底鼓量与巷道底板岩层组合关系密切,底鼓主要影响因素为硬岩厚度、临近软硬岩层层厚比、巷道跨度、煤层强度。(1)巷道底板硬岩厚度的增大及软岩厚度的减小,对巷道底鼓现象的减弱起着关键性作用;(2)煤层强度的提高,围岩抗剪强度提高,可减小巷道的两帮移近量,移近量的减小大大减弱了煤层移动对底板的水平面力,进而对底鼓影响减小。(3)采用物理实验研究了垂直压力对巷道底鼓的影响:底板“硬软硬”岩层组合下,随压力逐渐增加,底鼓由挠曲型底鼓逐渐转变为软岩膨胀型底鼓,底板薄硬岩层受压折断成为底鼓类型转变时机。(4)巷道跨度增加,底板不同位置处变形量均增大;巷道跨度增大,煤帮塑性区增大,煤壁对下方底板的压模作用及位移约束减弱,底鼓量增大。该论文有60幅图,表9个,参考文献63篇。关键词:底鼓机理;岩层组合;硬-软-硬结构;影响因素AbstractThecompositestructureoffloorstratainroadwayisoneofthemostfundamentalinternalcauseforthefloorheave,itdeterminesthetypeanddeformationoffloorheaveundertheeffectofverticalpressure.Inthispaper,thetheoryofelasticfoundationbeamandcompositestructurebeamhavebeenusedtoestablishthemechanicsmodeloftheroadwayfloor,evenmore,factorsoffloorheavehavebeenderivedandanalyzedontheory;the"hard-soft-hard"combinationofroadwayfloorrockinthelayerthickness,strength,thetunnelspandifferencesintheamountoffloorheaveundertheverticalpressureandstresshavebeenanalyzedandcomparedbysyntheticallyusingFLAC3Dandnumericalsimulation.Theconclusionsareasfollows:theamountoffloorheaveofroadwayiscloselyrelatedtocompositefloorstrataofroadway,andthemaininfluencefactorsarethethicknessofhardrock,theratiooflayerthicknessbetweenthehardandsoftrockclosetoeachother,thespanofroadway,thestrengthofcoalseam.(1)Theincreaseonthicknessofhardrockinfloorofroadwayandthedecreaseonthicknessofthesoftrockplaysakeyroletoweakthephenomenonthefloorheaveofroadway.(2)Withtheincrementofthestrengthofcoalseam,surroundingrockshearstrengthincrease,anditcanreducetheamountsoftwosidescloser,thedecreaseofclosergreatlyreducedthelevelofthehorizontalforceforfloorofcoalseam.Asaresult,theinfluencetothefloorheaveofroadwaywilldecrease.(3)Thefloorheaveofro