某寶玉石礦層狀圍巖材料模型構(gòu)建及其采場(chǎng)穩(wěn)定性研究.pdf

1、貴州東部的某寶玉石礦為薄層狀礦體，礦體圍巖為板巖，采礦方法為嗣后充填法。為兼顧采場(chǎng)安全和開采效率，針對(duì)板巖的各向異性特性，設(shè)計(jì)室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)方案，并結(jié)合縱波測(cè)試方法，分析板巖中層理面的特性。通過改變板巖試樣層理面與剪切加載方向的組合關(guān)系，觀察該板巖的破壞模式，獲取板巖的剪切強(qiáng)度等參數(shù)。運(yùn)用數(shù)值模擬的方法，對(duì)比試驗(yàn)中的剪切加載情況，構(gòu)建層狀巖體的材料模型，并將該計(jì)算模型結(jié)合折減的巖體參數(shù)用以分析層狀巖體的地下采場(chǎng)穩(wěn)定性。論文獲得了以下的

2、研究結(jié)果：
　　（1）位于貴州東部的板巖，層理之間大的礦物顆粒較少，泥質(zhì)微粒較多，層理面平滑且分布均勻，排列整齊且黏結(jié)緊密。剪切試驗(yàn)中運(yùn)用摩爾庫(kù)倫準(zhǔn)則進(jìn)行擬合，巖樣層理面與加載方向平行時(shí)，黏聚力C和內(nèi)摩擦角φ分別為7.394MPa和11.96°；層理面與加載方向平面垂直時(shí)，C和φ分別為10.965MPa和9.18°。
　?。?）基于室內(nèi)剪切試驗(yàn)的結(jié)果，運(yùn)用ABAQUS軟件驗(yàn)證試樣受載情況下的應(yīng)力響應(yīng)規(guī)律，結(jié)果顯示節(jié)理材料模型

3、能較好的反映試樣各加載情況下的破壞模式，構(gòu)建了可反映含層理面板巖特性的數(shù)值材料模型。
　?。?）通過對(duì)不同寬度下傾角為20°的采場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算分析，獲得采場(chǎng)的極限寬度為9m，增大采場(chǎng)寬度，其上部邊角處塑性流動(dòng)范圍及剪應(yīng)力增長(zhǎng)明顯，在此過程中，拉應(yīng)力增大區(qū)域集中在采場(chǎng)上部?jī)蓚?cè)，此時(shí)，頂板中部的垂直變形量增幅達(dá)41.9％，達(dá)到變形極限后將優(yōu)先從中部發(fā)生斷裂。
　?。?）保證采場(chǎng)布置方向和層理面平行情況下，考慮傾角可能在0°～30