【摘要】：充填體與礦柱形成的組合系統(tǒng)是地下礦山常見工程結(jié)構(gòu),系統(tǒng)整體呈現(xiàn)的承載效果直接決定著礦區(qū)充填工程質(zhì)量。研究系統(tǒng)間的相互作用機理、破壞變形過程中的力學(xué)響應(yīng)對于識別充填區(qū)前兆破裂特征,建立綜合評價預(yù)警體系具有重要現(xiàn)實意義。結(jié)合理論分析、力學(xué)實驗、數(shù)值模擬等多重技術(shù)手段,重點研究充填體-礦柱系統(tǒng)在不同壓縮階段的破裂演化機制。取得的成果如下:1)分別開展單一充填體和充填體-礦柱系統(tǒng)力學(xué)實驗,分析二者的聲發(fā)射活動特征、應(yīng)力-應(yīng)變等力學(xué)響應(yīng)及破壞形式,驗證了具有礦柱支撐的充填體-礦柱系統(tǒng)具有更好的承載性能。隨著礦柱剛性增強,系統(tǒng)承載性呈現(xiàn)愈強的正相關(guān)性。2)通過時差定位法進行聲發(fā)射源三維空間定位,直觀展示出單一充填體和充填體-礦柱系統(tǒng)內(nèi)部破裂源的分布狀態(tài)與集聚演化過程。對比二者的聲發(fā)射定位結(jié)果得到:單一充填體破壞變形過程中,內(nèi)部震源呈現(xiàn)由核部萌生輻射至大部分區(qū)域的無序特性;有充填體包裹的充填體-礦柱系統(tǒng)的震源呈現(xiàn)以礦柱為主軸、散布充填區(qū)域的有序發(fā)展特點。3)開展五種不同礦柱的充填體-礦柱系統(tǒng)精細模擬研究,歸納出充填體-礦柱系統(tǒng)存在兩層階段性的裂隙演化帶。第一階段表現(xiàn)為礦柱裂隙擴展帶;第二階段表現(xiàn)為全系統(tǒng)裂隙貫通帶。4)提取力學(xué)實驗、聲發(fā)射源空間定位與細觀模擬結(jié)果的前兆破裂特征,揭示出充填體-礦柱系統(tǒng)失穩(wěn)演化規(guī)律,構(gòu)建出綜合評價體系下充填體-礦柱系統(tǒng)監(jiān)測預(yù)警模式。圖54幅;表5個;參57篇。
【圖文】：

圖 1 充填體-礦柱作用模式Fig.1 Filling and pillar interaction model體-礦柱系統(tǒng)在受到外載中相互作用不斷變化。其體的支撐作用下，礦柱達到破壞時強度隨著橫向約

技術(shù)路線圖
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TD853.34

【參考文獻】

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本文編號：2605617