界面倾角对岩充组合体协同承载特征的影响机理

作     者：冯国瑞 王晶 杜献杰 刘文昊 FENG Guorui;WANG Jing;DU Xianjie;LIU Wenhao

作者机构：太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室山西太原030024 山西浙大新材料与化工研究院山西太原030024 山西能源学院山西晋中030604 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州1221116 郑州煤炭工业(集团)有限责任公司河南郑州450042 山东山科数字经济研究院有限公司山东济南250101 

基　　金：国家自然科学基金项目(51925402) 山西浙大新材料与化工研究院科研项目(2022SX-TD008) 中国博士后科学基金面上资助项目(2022M712922) 

出 版 物：《中国矿业大学学报》 (Journal of China University of Mining & Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第6期

页      码：1053-1062页

摘      要：结构充填开采是为解决煤矿充填成本高、充填效率低等问题而提出的技术,其核心是形成充填体-直接顶协同承载结构,发挥直接顶的承载能力,降低充填率.为探究不同倾角对充填体-直接顶复合结构协同承载能力的影响机理,设计了0°~60°倾角岩充组合体的单轴压缩试验,通过声发射和数字图像相关技术监测组合体的受载破坏特征,并进行了界面力学分析.试验结果表明:组合体的强度和弹性模量随着倾角的增大有减小的趋势.小倾角组合体比大倾角组合体更容易实现协同承载与变形.岩充组合体最终的破坏呈现为3种形式,分别为协同贯穿型破坏、沿界面部分滑动破坏和沿界面整体滑动破坏.当岩层倾角小于30°时,界面压应力大于充填单体强度,组合体能够实现协同承载与破坏,声发射单个最大振铃计数出现在峰后阶段,一般由砂岩部分破坏或组合体块体脱落引起.当岩层倾角超过30°时,组合体存在界面抗剪切滑移阻力不足的问题,未能发生协同破坏,声发射单个最大振铃计数出现在峰前,组合体表观裂隙发育不明显.该研究对结构充填开采中充填体间隔布置时,不同岩层倾角条件下采空区“充填体-直接顶”协同承载结构的设计具有重要意义.

主 题 词：结构充填开采 岩充组合结构 界面倾角 协同承载 破坏特征 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13247/j.cnki.jcumt.20240122

馆 藏 号：203155989...