岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (8): 2798-2809.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0958CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0958
邓融宁,林宇亮,朱前龙,马野
DENG Rong-ning, LIN Yu-liang, ZHU Qian-long, MA Ye
摘要: 针对深部高地应力区金属矿山采场顶板稳定性问题,以我国某矿区为工程背景,基于弹性力学理论,建立考虑侧向围压(围岩压力)的顶板挠曲耦合模型,推导了顶板挠曲方程及最大挠度解析解。通过开展系统的正交试验与参数敏感性分析,揭示了采场顶板跨度、厚度、弹性模量及侧向压力系数等多因素耦合作用下的采场顶板变形规律。结果表明:侧向围压通过P-效应(P为顶板轴向压力,为顶板横向挠度)对顶板挠度的附加增大效应相对有限(工程实例中挠度仅增加0.74%),但其影响程度随顶板刚度退化而显著增强;极差分析显示,顶板跨度(极差146.6~294.8 mm)和厚度(极差129.0~260.1 mm)是控制变形的关键因素,其敏感性显著高于弹性模量和侧向压力系数;基于参数敏感性提出了工程优化设计准则,即当埋深为1 000~2 000 m时,应优先控制采场跨度B≤32 m与顶板厚度a≥5 m,并对低弹性模量岩层(E<100 GPa)采取强化支护措施。研究成果为深部金属矿山采场设计安全性提供理论依据和方法支撑。
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