采场顶柱力学简化计算模型研究

建立合适的采场顶柱力学简化计算模型是进行采场顶柱稳定性分析的基础。为了探究符合实际且便于工程应用的采场顶柱力学简化计算模型,根据约束条件的不同,将采场顶柱简化为3种常见梁模型:两端固定的梁、简支梁和悬臂梁模型,以均布荷载代替采场顶柱所受上覆岩层压力,应用弹性理论求解出3种采场顶柱力学简化计算模型的应变解析解;同时建立相应的有限元数值计算模型,分析采场顶柱的应变分布特征;将数值模拟所得结果与力学简化计算模型理论计算结果进行对比分析,并以程潮铁矿西区充填法试验采场为例,建立采场顶柱相似试验模型,对相似试验中采场顶柱底部应变进行监测。结果表明:将采场顶柱简化为简支梁力学计算模型所得应变分布特征与数值模拟结果及相似试验监测数据具有一致性;工程中可采用简支梁模型分析采场顶柱的稳定性。