11 基于挠度的采场顶板可靠度研究.PDFVIP

维普资讯 第60卷 第2期 有 色 金 属 V0】．60．No．2 2008 年 5月 NonferrousMe：ds May 2008 基于挠度的采场顶板可靠度研究 毕忠余 (号城煤业集臣成庄矿，山西晋城 048006) 摘 要 ：通过顶板的受力分析，根据材料力学，推导出顶板在承受轴向力和均布荷载作用下的最大应力，以及基于挠度和弯 曲变形下采场顶板的可靠度极限状态方程 。由于顶板进入塑性后 ，改变截面上的轴力 ，不仅要改变平均应变 ，而且要改变盐率 ，因 此顶板的极限承载力只能通过数值计算法求得 。同样可靠度的极 限方程不存在显示 函数 ，只能通过 Mon：eCarlo等计算数值法求 得可靠指标值 。山西某矿的实铡计算表明，由于充分考虑了顶板 的塑性变形 ，顶板的可靠度大大增加。 关键词 ：采矿工程；顶板；可靠度；挠度；MonteCarlo 中图分类号：TD322．1；TD327．2 文献标识码 ：A 文章编号 ：1001—021l(2008)02—0110—03 采矿工程 的对象是岩体，岩体与其他工程材料 虑在弯矩作用平面内的稳定可靠性计算。 的最根本区别就是它的性质和结构的不均匀性。对 1 应 力一强度模 型 于岩体本身固有的不均匀性 问题 ，理论上只要测点 足够多就可以满足工程精度，但 由于客观条件的限 设顶板岩体的功能函数为当 z0，顶板稳定， 制 ，往往难以甚至是不可能对岩体性质和几何参数 z0，顶板不稳定 ，式 中： 为基本变量 ，均值为 进行确定的描述。 “参数给不准”和 “模型给不准”已 方差为 。哈索弗和林德把可靠性指标定义 成为岩石力学理论分析与数值模拟的 “瓶颈”问题 。 为 6J：在标准正态坐标系 中，从坐标原点到失效面 “不敢断言 ，在将来 ，岩石力学这种 目前的研究方法 的最短距离，如式(2)所示 ，服从约束条件式(3)，式 是否会对这样一类 问题的研究有新的突破 ，至少在 中：g 是基本变量经标准化后得 到的极 限状态方 今天还不可能将这一问题的研究提高到一个新的高 程 ，Y=( ～盯)／ ，(=1，2，…，他)。 度”_l1j。所以，将随机理论和模糊理论引入 ，推动了 Z=厂()=厂(1，2，…， ) (1) 可靠性研究的进步 J。地下工程开挖后 ，常常最 =min[∑ (i=1～他)]尼 (2) 为容易破坏的是顶板 围岩。根据 二次应力传播机 g1=(y1，y2，…，y) (3) 理 ，工程岩体力学介质可分为连续介质 、层状板裂介 2 弹性准则的稳定可靠性计算 质、碎裂介质和块裂介质_j‘。为了使 围岩既经济合 理又安全可靠 ，就必须把作用在顶板上的荷载和顶 顶板稳定分析的弹性失稳准则以弯矩最大截面 板的承载力作为随机变量 ，给出顶板岩石的可靠度。 边缘处岩体屈服为极 限状态 ，岩体 的屈服应力就可 介绍顶板近水平层状力学介质的巷道顶板巷道 认为是应力强度模型 中的极 限强度，以实 际计算 出 围岩稳定极限状态方程的可靠度分析方法。由于顶 的截面的最大应力为应力，即可根据哈林法计算 出 板上部作用载荷 ，