顶板厚度对顶板-岩柱系统应力分布规律的影响研究

魏义强^1,2，武军^1,2，管永伟^1,2

1. 山西省交通科学研究院2. 黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室

摘 要：为了提高房柱式采空区顶板稳定性评价的精度和可靠性,在对弹性薄板理论分析的基础上,建立了采空区二维模型,运用有限元数值模拟的方法,研究了顶板厚度对顶板-岩柱系统应力场的影响。结果发现,随顶板厚度减小,岩柱应力呈先增后减趋势,顶板应力先缓慢增大后急剧增大,据应力场特征及顶板挠度变化规律,建立了顶板厚度H与顶板各破裂阶段之间的定量关系:H>6.67 m,顶板处于弹性变形阶段;3.2 m<H≤6.67 m,顶板主要处于"O"型破坏阶段;H≤3.2 m,顶板主要经历"X"型破坏阶段,结合实例分析表明,顶板各阶段挠度的临界值数值模拟结果与理论分析结果吻合,且模拟结果与现场监测资料相符。

关键词：房柱式采空区;“O-X”型破坏;数值模拟;地应力;临界厚度;