首页 期刊 岩土力学 D-P随机损伤本构模型及其在预防陷落柱突水中的应用 【正文】

D-P随机损伤本构模型及其在预防陷落柱突水中的应用

作者:李浩; 白海波; 武建军; 李志永; 孟庆彬; 郭俊庆; 福; 肖猛 太原理工大学采煤工艺研究所; 山西太原030024; 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221116; 山西中煤华晋能源有限责任公司; 山西河津043300; 中国矿业大学岩土工程新技术发展有限公司; 江苏徐州221116
损伤本构模型   随机性   陷落柱   数值模拟  

摘要:预测陷落柱突水与否的关键在于准确描述其内岩石在采动影响下的力学特性及损伤深度。以弹性模量作为损伤变量,基于耗散结构理论建立细观层面的修正平行杆模型,根据宏观层面的声发射和应力-应变数据得到损伤演化方程;结合Drucker-Prager屈服准则和对应的非关联流动法则,建立D-P弹塑性双标量型随机损伤本构模型。分析结果表明,D-P随机损伤模型可以较好地反映岩石非线性和随机性特征,在概率意义上预测了应力-应变曲线的离散范围。同时,该模型可以较好地反映压-拉-压循环荷载下岩石弹性模量的退化。基于此模型,对成庄矿51510工作面WDX40陷落柱的损伤规律进行研究发现,柱体内压缩损伤深度呈现非对称倒马鞍形分布规律,且远离切眼的陷落柱边壁处压缩损伤深度更大。

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