考虑顶板下沉效应的煤体卸荷动态断裂数值模拟

摘要

为揭示巷道开挖或采矿过程中的煤体动态断裂规律,采用离散虚内键（discretized virtual internal bond,DVIB）方法对突然卸荷条件下的煤体动态断裂进行研究。结果表明,突然卸荷动态断裂具有显著的三阶段特征:初始破坏、稳定破坏和加速破坏阶段。本研究考虑顶板下沉作用,定量地总结了煤岩体卸荷过程中裂纹面随时间的演化规律。随着地应力增大,初始和加速阶段的动态断裂过程更为剧烈,稳定阶段的持续时间也更短。顶板下沉速率对初始破坏阶段基本没有影响;随着顶板下沉速率的增大,稳定和加速破坏阶段的破坏程度增强。围岩刚度越大,稳定破坏阶段的持续时间就越长。本研究对于冲击地压的预测和防治具有较重要的参考意义。