弹塑性软化煤柱承载能力分析及有限元模拟

"本文主要探讨了弹塑性软化煤柱的承载能力以及如何通过有限元模拟来分析这一问题。在研究中，煤柱的承载能力分析被简化为对其材料承载能力的考察，忽略了煤柱自身的重力和顶底板的影响。煤柱的力学特性被视为随塑性变形而变化，其黏聚力按照高斯函数与塑性体应变的关系进行建模。煤柱的破坏模式遵循Drucker-Prager准则，该准则的强度参数基于Mohr-Coulomb理论，通过Drucker-Prager圆与Coulomb六边形的外顶点模式进行表达。 文章运用经典弹塑性理论，推导和简化了煤柱的本构关系，并借助数值积分方法求得精确解。同时，研究者应用了软化材料的有限元方法来模拟煤柱的承载能力，模拟结果与理论精确解显示出良好的一致性。这些研究成果提供了一种数值算法，用于分析具有弹塑性软化特性的煤柱的承载能力，同时也可作为相关计算机程序的验证实例。 关键词包括弹塑性、塑性软化、煤柱、稳定性以及Drucker-Prager准则。这些标签揭示了研究的核心主题，即煤柱在受到弹塑性变形和软化影响下的稳定性和承载性能，以及使用Drucker-Prager准则来描述这种复杂行为。中图分类号TD822.3表明这是属于矿业工程领域的研究成果，文献标识码A则表示这是一篇原创性学术论文。 这篇论文深入研究了在特定假设下煤柱的力学行为，特别是在弹塑性软化条件下的承载能力，为矿井设计和安全评估提供了重要的理论依据。通过有限元模拟，研究者不仅得到了理论解，还验证了模拟工具的有效性，这对于理解和预测矿井中煤柱的行为至关重要。"