动力扰动下深部高应力矿柱力学响应研究

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1、第26卷第5期岩石力学与工程学报Vol.26No.52007年5月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMay，2007动力扰动下深部高应力矿柱力学响应研究1，21，21，21，2李夕兵，李地元，郭雷，叶洲元(1.中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙410083；2.深部金属矿产开发与灾害控制湖南省重点实验室，湖南长沙410083)3D摘要：对深部矿柱在承受高静载应力时的动力扰动力学模型进行应力波传播力学响应分析，采用FLAC有限差分程序对深部开采圆

2、形矿柱进行高应力下动力扰动数值计算。研究高径比为4的圆形矿柱在承受不同静载作用时对动力扰动的力学响应特性，通过改变矿柱所受静载应力的大小，来考察承压不同的矿柱对外界动力扰动的响应情况；通过改变扰动应力波峰值的大小，来考察动力扰动强度的变化对承受高应力矿柱稳定性的影响。矿柱的数值分析结果表明：承受高应力的岩体，随着所受初始静载应力的增大，外界的动力扰动对其影响就越明显；承受高静载应力的矿柱，较小的动力扰动可能会使其发生塑性破坏而导致深部开采时的“多米诺骨牌”效应。关键词：岩石力学；动力扰动；高应力矿

3、柱；力学响应中图分类号：TD311文献标识码：A文章编号：1000–6915(2007)05–0922–07STUDYONMECHANICALRESPONSEOFHIGHLY-STRESSEDPILLARSINDEEPMININGUNDERDYNAMICDISTURBANCE1，21，21，21，2LIXibing，LIDiyuan，GUOLei，YEZhouyuan(1.SchoolofResourcesandSafetyEngineering，CentralSouthUniversity，Ch

4、angsha，Hunan410083，China；2.HunanKeyLaboratoryofResourcesExploitationandHazardControlforDeepMetalMines，Changsha，Hunan410083，China)Abstract：Themechanicalresponseofhighly-stressedpillarsunderthepropagationofstresswaveindeepminingisdiscussedbyassumingthat

5、thepillarsaredisturbedbydifferentpeakvaluesofdynamicstress.Byusingan3DexplicitfinitedifferenceprogramFLAC，amodelofnumericalcalculationisestablishedforadeepminingpillarwithdynamicdisturbanceunderhighstress.Acylinderpillarwitharatioof4betweenheightanddi

6、ameterisstudiedinthenumericalcalculationprocesses.Thedynamicresponsecharactersofthepillarareobtainedbychangingthepreloadedstaticstress.Andthentheeffectofdisturbanceintensityonthestabilityofhighly-stressedpillarsisreflectedbychangingthedifferentpeakval

7、ueofthedynamicstresswave.Throughthenumericalanalysisofthepillarindeepmining，itisfoundthatthestabilityofhighstressrockmassismoredistinctlyinfluencedbytheoutsidedynamicdisturbancewiththeoriginalstaticstressincreased.Especiallywhenthepillarisenduredveryh

8、ighstaticstress，evenasmalldynamicdisturbancemayleadtoitsplasticdestroyingandresultinadominoeffectinthedeepmining.Keywords：rockmechanics；dynamicdisturbance；highly-stressedpillars；mechanicalresponse的认识，工程实践中大多将大于20MPa的硬质岩1引言[1]体内的初始应力称为高地应力。进入深部