【摘 要】
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采场基本顶初次或周期断裂问题是顶板来压及稳定控制的主要课题之一,为分析采场顶板的受力与变形规律,本文将煤壁前方的煤层和直接顶视为弹性地基,然后基于Pasternak弹性地基模型建立了顶板岩梁的挠曲微分方程,并根据问题的边界条件和连续条件,获得了顶板初次断裂和周期断裂时挠度、弯矩的解析表达式,同时给出了初次断裂步距和周期断裂步距的解答.算例结果显示:(1)Pasternak模型的初次断裂步距结果比W
【机 构】
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山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东科技大学土木与建筑工程学院,山东青岛,266590 中国矿业大
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采场基本顶初次或周期断裂问题是顶板来压及稳定控制的主要课题之一,为分析采场顶板的受力与变形规律,本文将煤壁前方的煤层和直接顶视为弹性地基,然后基于Pasternak弹性地基模型建立了顶板岩梁的挠曲微分方程,并根据问题的边界条件和连续条件,获得了顶板初次断裂和周期断裂时挠度、弯矩的解析表达式,同时给出了初次断裂步距和周期断裂步距的解答.算例结果显示:(1)Pasternak模型的初次断裂步距结果比Winkler模型结果小15.9％,挠度比其大40.2％,而最大负穹矩(煤壁内岩梁上侧受拉)与之相比小39.54％,因为Pasternak模型通过剪切模量考虑了地基变形的连续性,其结果更符合实际情况;(2)初次断裂时岩梁挠度和跨中最大弯矩随着其弹性特征系数n的增大而增大;(3)周期断裂时断裂位置位于煤壁内侧,且岩梁自由端的挠度和最大负弯矩值都随着弹性特征系数的增大而增大.虽然该解答假设岩梁顶板的受力为均布荷载,忽略了支承压力的影响,但对采场顶板来压和稳定控制问题的分析具有一定的参考价值.
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