巖梁的變形破壞規(guī)律研究.pdf

1、煤層頂板和覆巖多為層狀沉積巖層，在礦山壓力和巖層控制研究中常常被簡化為梁——巖梁，這種簡化為分析計算提供了方便，被大家普遍接受和采用。然而在現(xiàn)有的對巖梁的分析計算中，多采用材料力學和結(jié)構(gòu)力學中的工程力學計算式，忽視了巖梁的特有的介質(zhì)特性、幾何特性和所處的環(huán)境條件。實際上，采礦中的巖梁在很多條件下與工程力學中研究的細長桿及在分析計算中所做的假設(shè)(1.平面假設(shè)；2.縱向纖維無正應(yīng)力假設(shè)；3.線彈性假設(shè)；4.拉壓本構(gòu)關(guān)系相同假設(shè))不完全相符，

2、因此直接將工程力學計算式用于巖梁的分析計算在有些情況下會產(chǎn)生對工程有一定影響的誤差。 對巖梁進行專門研究，搞清楚巖梁與工程力學中梁的不同，分析直接應(yīng)用工程力學計算式對巖梁進行求解可能產(chǎn)生的誤差，并得到工程力學計算式可應(yīng)用的巖梁條件，進而建立完全適合巖梁的工程計算式是礦山壓力和巖層控制理論研究的重要課題，對礦井安全和礦山資源與環(huán)境保護理論與技術(shù)的發(fā)展均具有重要的理論價值。 作為對巖梁研究的一種探索，本文對不同跨高比的花崗巖

3、梁進行了彎曲實驗，測試了各巖梁在不同載荷下的應(yīng)變值，分析了花崗巖的抗拉彈性模量和抗拉強度，得到了巖梁的變形破壞規(guī)律；分別利用材料力學、經(jīng)典彈性力學和不同模量彈性理論對試件進行了分析，并將分析結(jié)果與實驗結(jié)果進行了對比；分析了材料力學計算式的誤差并給出了其適用條件。 研究結(jié)果表明：花崗巖的拉、壓彈性模量不同；分析巖梁結(jié)構(gòu)的拉伸破壞時應(yīng)采用梁彎曲法測得的抗拉強度；巖梁的變形破壞與其跨高比及巖石的拉、壓彈模有關(guān)；對巖梁變形破壞更為精確的