裂纹发生初始阶段的坚硬顶板内力变化和“反弹”特性分析

摘要：

为研究超前裂纹对坚硬顶板内力变化的影响和顶板“反弹”、“压缩”特性，将煤壁前方煤层和直接顶视为弹性地基，假定在裂纹发生初始阶段顶板上方荷载不变，以最大拉应变强度条件为裂纹发生条件，对初次来压前的坚硬顶板进行分析，求得满足裂纹面边界条件、自然边界条件和连续条件的裂纹发生初始阶段顶板内力和挠度形式解中全部系数。据所得表达式，采用Matlab软件给出算例。算例表明：①裂纹面在煤壁前方，其位置在见报导的顶板超前断裂位置范围内。采空区的顶板下沉量随超前裂纹生长而明显地增大。在裂纹面附近区域顶板挠度发生反弹，在反弹区前方存在压缩区，与现场监测到的顶板“反弹”、“压缩”特性一致。②末排支护为顶板弯矩反弯点，随超前裂纹生长，末排支护前方顶板上侧受拉弯矩全面减小，而其后方顶板下侧受拉弯矩全面增大。煤壁前方顶板剪力随裂纹生长逐渐减小，煤壁后方顶板剪力不变。所得结果对于采场顶板状况的判断有一定的参考价值。

关键词：坚硬顶板、弹性地基、裂纹、内力、挠度、反弹

分类号：TD31(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金项目51204102，51374140

在线出版日期：2015-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：860-869