3DEC模拟下的多节理岩体岩梁失稳机制研究

本文主要探讨了基于3DEC（离散元软件）的多节理岩体岩梁失稳机理的研究。研究者针对煤炭开采中常见的多节理岩体，利用3DEC建立了一个三维数值模型，模拟了岩梁在不同构成条件下的失稳过程和失稳形式。研究发现，关键在于岩梁由岩块的数量：当岩块数为奇数时，岩梁表现出四铰拱结构，其失稳主要表现为中部岩块的滑移和铰点处节理面的开裂；相反，岩块数为偶数时，岩梁呈现三铰拱结构。节理面的开裂受到横向推力的影响，仅在铰点处发生。节理开裂度可以量化节理面开裂的程度，反映出岩梁稳定性的重要参数。 在节理排列方式上，当节理面保持对齐时，滑落的岩块截面呈现出长方形；而当节理错开时，滑落岩块的截面会变为等腰梯形。有趣的是，研究结果显示，当节理错开时，岩梁的稳定性相较于节理对齐时更高。这一发现对于理解和预测复杂岩体在开采过程中的行为至关重要，有助于工程师们优化设计，提高巷道施工的安全性和稳定性。 此外，该研究还填补了国内对多节理岩体中岩梁稳定性研究的空白，以前的研究主要集中在岩体破坏形式和机制上。通过数值模拟技术，本文的工作为解决实际工程中节理岩体带来的问题提供了理论依据，对煤炭开采领域的岩体稳定性控制具有重要的实践指导意义。