弹性地基条件下狭窄煤柱岩爆的突变理论分析

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• 责任者：张勇^c青岛理工大学 ; 潘岳
• 刊名：岩土力学
• 出版年：2007
• 卷期：28^b7总138
• 关键词：岩爆20^a弹性 ; 稳定性 ; 采空区30^a煤柱 ; 折迭突变模型
• 页码：1469～1475
• 索书号：P478.06/357
• 图表：^c参10插图
• 分类号：1600
• 文摘期号：2008/02

摘要

将未采煤层视为弹性地基条件下,运用maple9.5符号运算软件解得岩梁的挠曲线方程。根据能量守恒原理得到的功、能增量平衡关系式,求得岩梁–煤柱系统作准静态形变时的平衡方程——折迭突变模型平衡方程;用折迭突变总势能函数所作的稳定性判别表明,岩爆前兆阶段岩梁–煤柱系统处于不稳定平衡状态;煤柱岩爆的条件是Cook刚度准则,该准则可以动态地用煤柱形变增大时所需外界的能量输入率趋于0来表示;计算了煤柱岩爆地震能释放量,阐明煤柱岩爆机制是由于岩梁弹性能释放量超过峰后软化煤柱形变所耗的能量。通过岩梁弹性势能变化率曲线和煤柱耗能曲线,以几何形式描述了所得研究结果。计算表明,未开采煤层刚度变化对岩梁的等效刚度影响微弱。工作面开挖和采空区增大,将显著减小岩梁刚度K_e,对煤柱岩爆有重要影响。