基于突变理论与H-B强度准则的煤矿采空区顶板稳定性新模型

本文主要探讨了基于突变理论和广义H-B强度准则的采空区顶板稳定性分析方法，针对煤矿采空区塌陷区土地治理和利用的需求，对采空区顶板的非线性失稳破坏过程进行了深入研究。研究者首先从结构力学的角度出发，将采空区顶板岩梁结构简化为力学三铰拱模型，通过对该结构进行力学分析，计算出其力学结构系统的总势能，利用突变理论构建了描述力学结构失稳破坏的尖点突变模型。 接着，作者引入极限平衡法，构建了一个通用的采空区顶板筒状塌落模型，考虑到工程实践中的广泛性，进一步发展出基于广义H-B强度准则的矩形采场顶板筒状塌落极限平衡分析模型。这种模型考虑了岩石材料的强度和失效条件，能够更准确地预测顶板的稳定性行为。 通过对多个工程实例的分析和验证，发现这两种模型的计算结果都能与实际工程情况保持一致，证明了它们在采空区顶板稳定性分析中的有效性。这种方法不仅为研究采空区稳定性提供了一种新颖的分析手段，而且对于优化矿产资源利用、防止塌陷灾害以及确保地下空间的安全具有重要意义。 关键词包括突变理论，广义H-B强度准则，极限平衡分析，以及顶板稳定性，这些都是理解和评估采空区稳定性的重要理论工具。文章的中图分类号为TD325，表明它属于地质资源与勘查技术类的研究；文献标志码A表明它符合学术期刊的标准；文章编号则标识了具体的刊载信息。此外，文章还得到了基金项目的资助，这显示了研究的科学性和资金支持。 这篇论文为煤矿采空区的管理提供了实用的科学依据和技术支撑，对于提升我国煤炭资源开采后的土地复垦效率和环境保护具有重要的实践价值。