第二章 矿山岩体内应力及其重新分布.pptVIP

第二章 矿山岩体内应力及其重新分布 本章介绍： （应力分布规律） 原岩应力 孔周围应力分布 围岩极限平衡 支承压力及其分布 二、自重应力： 由地心引力引起的应力场叫自重应力 铅直应力： 水平应力： 其中： ——侧压系数 海 姆： （静水压力理论） 金尼克： （ 弹性侧压理论） 一般 则 三、构造应力： 1、构造应力——由构造运动引起（板块、火山、升降） 现代构造应力 地质构造残余应力 四、原岩应力分布基本规律： 实测铅直应力基本等于上覆岩层重量； 水平应力普遍大于铅直应力； 平均水平应力与铅直应力比值随深度增加而减小； 最大主应力与最小主应力一般相差较大。 （考虑构造应力后，水平应力作用明显） 第三节 围岩的极限平衡与支承压力分布 本节介绍：围岩极限平衡区及其应力分布、支承压力形成及其分布 一、围岩内应力状态及“三区”的形成： 1、孔周围岩体的力学状态： 切向应力分布： （大——小） 受力状态： （单向——三向） 抗压强度： （低——高） 破坏顺序： （外——里） 二、园孔极限平衡区应力分布： 三、采场围岩极限平衡： 1、力学分析： 在煤体内取一单元体； 由水平方向静力平衡有： 即： 由极限平衡条件有： 求微分： 将 代入上式得： 求解得： 代入初始条件： （ 煤帮承载能力） 解得： 故有： 四、支承压力及其分布： 1、支承压力概念： 支承压力——回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。（支承压力是矿山压力的一部分） 2、支承压力的类型： 固定支承压力（固定边界） 移动支承压力（移动边界） 五、支承压力在底板中的传播： 1、集中载荷时应力传播规律： 由土力学得到： 极限平衡区 2、围岩三区的形成： 塑性区：处处满足 强度条件； 弹性区：满足虎克定律； 原始应力区： 岩层破坏由巷道周边向里发展。 原始应力区 弹性区 塑性区 1、塑性区应力： 无支护 有支护 无支护应力分布 有支护应力分布 2、塑性区半径（卡斯特纳方程 ） 无支护 有支护 卡斯特纳方程揭示了支护力对巷道围岩强度及应力分布的影响。 2、煤壁前方应力分布： 极限平衡区 D 弹性区 E 原始应力区 F 围岩分区 减压区 A 增压区 B 稳压区 C 应力分区 （二者有交叉） 一般以高于原岩应力5%为集中应力影响范围，以远可以认为是原始应力区（有时划归弹性区）。 3、应力及围岩分区： 3、回采工作面前后方支承压力分布 前方移动支承压力远远大于后方支承压力； 工作面仅承受