力學模型

以單層巖石為研究對象，其跨度取為巷道掘進跨度，一般超過3m。當頂板由較厚巖層構成時，如超過0.40m，頂板具有良好穩(wěn)定性，不用支護或簡單支護。因此，論文以較薄巖層為研究對象，分層厚度小于0.4m，跨厚比大于7，因此頂板巖層可視為薄板[71]，本文應用彈性力學理論中薄板的有關假定，并結合煤巷的具體情況，作出進一步的假定，以使問題得到簡化。1.巖層為處于彈性狀態(tài)的連續(xù)板頂板巖層在縱橫向載荷作用下發(fā)生潰屈破壞，應力小于其強度，巖層處于彈性狀態(tài)。頂板內(nèi)的節(jié)理多與層面大角度相交，在縱向載荷作用下，節(jié)理面閉合，可認為連續(xù)傳遞壓應力，因此巖層視為連續(xù)的。2.巖層處于平面應變狀態(tài)因巷道長度一般遠大于跨度，近似地認為頂板處于平面應變狀態(tài)。在走向取單位長度進行分析，建立圖3.1所示的坐標系，y軸為單位長度方向，圖中t為板的厚度。板在x,y,z方向的位移記為u,v,w，根據(jù)平面應變性質(zhì)及板的有關假定得：基于巖體結構分析的煤巷錨桿支護技術式中ε為應變。u，ω只是x的函數(shù)，記為u=u（x），ω＝ω（x）。3.邊界條件若在巖層跨度邊緣處無節(jié)理，煤壁及上方巖層的挾持作用限制了該層向下位移及截面轉動，視為固支邊界條件：基于巖體結構分析的煤巷錨桿支護技術　圖3.1　坐標系若在邊界處存在節(jié)理，在縱向載荷作用下，節(jié)理面摩擦力能夠約束巖層向下位移，而不能限制轉動，此為簡支邊界條件，見式（3.3）中第1式（前式）。本文只對兩端固支和兩端簡支情況進行分析。根據(jù)以上假定，可提出兩種力學模型，見圖3.2所示，圖中q和P分別為巖層橫向均布載荷和縱向集中載荷?！D3.2　力學模型
備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。