懸空采場底板結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)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(yùn)用數(shù)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(jié)構(gòu)這一特定問題展開細(xì)觀數(shù)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(shù)研究的一種探索輔助工作。
　　 本文的研究內(nèi)容主要包含以下幾個(gè)方面：
　　 (1)運(yùn)用霍普金森(SHPB)壓桿裝置測試取自現(xiàn)場的巖石材料的動態(tài)力學(xué)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(xué)變形模量，峰值強(qiáng)度等參數(shù)，為后續(xù)的數(shù)值模擬研究提供基本的物理力學(xué)參數(shù)。
　　 (2)PFC巖石材料細(xì)觀參數(shù)的標(biāo)定。因?yàn)轭w粒流方法自身的特點(diǎn)，需要調(diào)整顆粒間的細(xì)觀參數(shù)以使得顆粒集合體的宏觀力學(xué)響應(yīng)特性與真實(shí)的巖石材料的力學(xué)響應(yīng)特性保持一致。為此，在顆粒流軟件中構(gòu)建了虛擬的單軸壓縮和SHPB實(shí)驗(yàn)平臺，對由顆粒組成的PFC試件進(jìn)行細(xì)觀參數(shù)的標(biāo)定，獲取了滿足條件

3、的PFC材料細(xì)觀參數(shù)。
　　 (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(jié)構(gòu)在崩落礦巖沖擊作用下的動力響應(yīng)特性。重點(diǎn)分析研究了沖擊荷載力在懸空底板-圍巖結(jié)構(gòu)中的動態(tài)轉(zhuǎn)移分布規(guī)律及底板-圍巖結(jié)構(gòu)中裂紋的形成機(jī)制及擴(kuò)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(yīng)特性的影響。
　　 (4)根據(jù)實(shí)際工程情況建立采場結(jié)構(gòu)、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