目錄
前言
第1章 基于彈性地基的堅硬頂板力學(xué)特性 1
1.1 堅硬頂板破斷模型和分析模型 1
1.2 周期來壓期間基于彈性地基的堅硬頂板力學(xué)特性分析 6
1.2.1 巖梁撓度微分方程和彎矩方程 7
1.2.2 巖梁撓度微分方程的求解 8
1.2.3 撓度方程中積分常數(shù)的確定 12
1.2.4 算例 15
1.2.5 Mm, Qm不為零時的巖梁彎矩、剪力 21
1.2.6 小結(jié) 22
1.3 初次來壓前基于彈性地基的堅硬頂板力學(xué)特性分析 23
1.3.1 巖梁各區(qū)段撓度方程的解 23
1.3.2 撓度方程中積分常數(shù)的確定 26
1.3.3 算例 29
1.3.4 小結(jié) 34
1.4 周期破斷期間裂紋發(fā)生初始階段堅硬頂板的內(nèi)力、撓度和應(yīng)變能變化分析 35
1.4.1 強(qiáng)度條件和堅硬頂板裂紋發(fā)生初始階段的分析模型 36
1.4.2 裂紋發(fā)生初始階段堅硬頂板各區(qū)段的撓度方程和邊界、連續(xù)條件 39
1.4.3 撓度方程中積分常數(shù)的確定 41
1.4.4 撓度方程式 (1.4.12) 中與 k(<1) 對應(yīng)的η值的確定方法 46
1.4.5 算例 47
1.4.6 小結(jié) 51
1.5 初次來壓前裂紋發(fā)生初始階段堅硬頂板的內(nèi)力變化和“反彈”特性分析 52
1.5.1 強(qiáng)度條件和裂紋發(fā)生初始階段的堅硬頂板力學(xué)模型 53
1.5.2 裂紋發(fā)生初始階段堅硬頂板的撓度方程和邊界條件、連續(xù)條件 55
1.5.3 撓度方程中積分常數(shù)的確定 57
1.5.4 撓度方程式 (1.5.6) 中與 k(<1) 對應(yīng)的η值的確定 62
1.5.5 算例 64
1.5.6 小結(jié) 68
第2章 基于軟化地基和彈性地基的堅硬頂板力學(xué)特性分析 70
2.1 周期來壓期間基于軟化地基和彈性地基的堅硬頂板力學(xué)特性分析 70
2.1.1 分析模型 71
2.1.2 巖梁各區(qū)段的撓度方程、邊界條件和連續(xù)條件 73
2.1.3 撓度方程中積分常數(shù)的確定 75
2.1.4 支承壓力峰值fc3的確定法和驗(yàn)證法 79
2.1.5 軟化地基和彈性地基兩區(qū)段支承的巖梁力學(xué)特性算例 80
2.1.6 煤層的計算支承壓力 86
2.1.7 小結(jié) 86
2.2 初次來壓前基于彈性地基和軟化地基的堅硬頂板力學(xué)特性分析 87
2.2.1 分析模型 87
2.2.2 巖梁各區(qū)段的撓度方程、邊界條件和連續(xù)條件 87
2.2.3 撓度方程中積分常數(shù)的確定 92
2.2.4 工作面推進(jìn)某階段堅硬頂板的力學(xué)特性 97
2.2.5 懸頂距離增大時的計算煤層支承壓力 104
2.2.6 小結(jié) 105
第3章 煤層軟化、硬化區(qū)對堅硬頂板力學(xué)特性影響分析 107
3.1 周期來壓期間煤層軟化、硬化區(qū)對堅硬頂板彎矩特性影響分析 107
3.1.1 煤層兼具軟化、硬化和彈性狀態(tài)概念的提出 107
3.1.2 分析模型 108
3.1.3 巖梁各區(qū)段的撓度方程、邊界條件和連續(xù)條件 110
3.1.4 撓度方程中積分常數(shù)的確定 115
3.1.5 煤層彈性、硬化區(qū)的反力連續(xù)和煤層支承壓力峰值fc3的確定、驗(yàn)證法 118
3.1.6 巖梁上覆荷載、煤層支承壓力峰值 118
3.1.7 煤層軟化區(qū)支承壓力尺度參數(shù)xc3變動時的巖梁力學(xué)特性 120
3.1.8 煤層硬化區(qū)支承壓力尺度參數(shù)xc4變動時的巖梁力學(xué)特性 125
3.1.9 分析與討論 130
3.1.10 小結(jié) 131
3.2 支承壓力分布差異對堅硬頂板超前斷裂距的影響分析 132
3.2.1 分析模型 133
3.2.2 巖梁各區(qū)段的撓度方程、邊界條件和連續(xù)條件 136
3.2.3 撓度方程中積分常數(shù)的確定 141
3.2.4 煤層彈性、硬化區(qū)反力連續(xù)和煤層支承壓力峰值fc3的確定、驗(yàn)證法 148
3.2.5 煤層硬化區(qū)支承壓力尺度參數(shù)xc4變動時的巖梁力學(xué)特性 150？
3.2.6 煤層軟化區(qū)深度(l-l3)變化時的巖梁力學(xué)特性 155
3.2.7 小結(jié) 161
3.3 支承壓力峰位于煤體本構(gòu)關(guān)系硬化階段之推斷 162
3.3.1 問題的提出 162
3.3.2 攝動法確定三段式光滑連接的本構(gòu)模型 165
3.3.3 軸對稱問題的應(yīng)力、應(yīng)變和位移 167
3.3.4 圍巖應(yīng)力分布規(guī)律 169
3.3.5 圍巖體軟化半徑R和σ*/po曲線峰位置的分析確定 171
3.3.6 小結(jié) 174
附錄 1 1.2 節(jié)表達(dá)式計算程序 176
附錄 2 1.3 節(jié)表達(dá)式計算程序 181
附錄 3 1.4 節(jié)表達(dá)式計算程序 186
附錄 4 1.5 節(jié)表達(dá)式計算程序 195
附錄 5 2.1 節(jié)表達(dá)式計算程序 203
附錄 6 2.2 節(jié)表達(dá)式計算程序 210
附錄 7 3.1 節(jié)表達(dá)式計算程序 217
附錄 8 3.2 節(jié)表達(dá)式計算程序 224
參考文獻(xiàn) 234