懸空采場底板結構動力響應特性研究.pdf

1、論文以礦山高中段空場條件下回收空區(qū)頂部的殘礦資源為工程背景，綜合運用數值模擬和理論分析等方法，對崩落的礦巖沖擊作用處于懸空狀態(tài)下的采場底板結構這一特定問題展開細觀數值模擬及理論研究，以期有所收獲，算作對空場條件下回收空區(qū)頂部殘礦資源技術研究的一種探索輔助工作。
　　 本文的研究內容主要包含以下幾個方面：
　　 (1)運用霍普金森(SHPB)壓桿裝置測試取自現場的巖石材料的動態(tài)力學特性。分析研究了硅灰?guī)r在不同沖擊加載率、圍

2、壓以及循環(huán)沖擊荷載作用下的變形、破壞及能量耗散特性，并獲取了硅灰?guī)r的動態(tài)力學變形模量，峰值強度等參數，為后續(xù)的數值模擬研究提供基本的物理力學參數。
　　 (2)PFC巖石材料細觀參數的標定。因為顆粒流方法自身的特點，需要調整顆粒間的細觀參數以使得顆粒集合體的宏觀力學響應特性與真實的巖石材料的力學響應特性保持一致。為此，在顆粒流軟件中構建了虛擬的單軸壓縮和SHPB實驗平臺，對由顆粒組成的PFC試件進行細觀參數的標定，獲取了滿足條件

3、的PFC材料細觀參數。
　　 (3)利用基于離散元理論的顆粒流軟件模擬分析了懸空底板結構在崩落礦巖沖擊作用下的動力響應特性。重點分析研究了沖擊荷載力在懸空底板-圍巖結構中的動態(tài)轉移分布規(guī)律及底板-圍巖結構中裂紋的形成機制及擴展規(guī)律，并綜合考慮不同沖擊荷載形式、周邊圍巖對底板的擠壓作用以及崩落礦巖重量對其動力響應特性的影響。
　　 (4)根據實際工程情況建立采場結構、礦石緩沖墊層及崩落礦巖的離散元動態(tài)仿真模型，并利用其研究