中国安全科学学报

作者：王海洋, 赵树磊, 刘佳亮, 夏彬伟, 李寿龙

单位：1.重庆交通大学 土木工程学院,重庆 400074; ；2.重庆交通大学 山区桥梁与隧道工程国家重点实验室,重庆 400074; ；3.重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆 400030; ；4.安徽省职业病防治院 职业卫生技术服务中心,安徽 合肥 230022

关键词：水力压裂,坚硬顶板,垂直贯穿裂缝,破断步距,裂缝面

基金：国家自然科学基金资助(51804058);重庆市教委科学技术研究项目(KJQN201800729);重庆交通大学引进人才科研启动基金资助(18JDKJC-B005)。

为揭示直贯穿裂缝对坚硬顶板失稳破断的影响特征,在对水力压裂坚硬顶板形成的垂直裂缝形态进行分析的基础上,对含垂直裂缝坚硬顶板的破断步距进行理论分析,进而结合数值模拟,研究坚硬顶板的变形破坏特征及破坏区域分布。结果表明:当未闭合的垂直贯穿裂缝位于一定区间范围时,坚硬顶板的破断步距小于其初始极限跨距;而当坚硬顶板中的水压裂缝已闭合时,两侧块体会向裂缝面方向发生偏转,并沿裂缝面发生剪切滑移,使坚硬顶板易于发生失稳破断。回转块体咬合点区域的拉压复合破坏作用是造成坚硬顶板块体局部失稳、回转加剧和整体破断的主要原因。垂直裂缝面的法向刚度系数越小,坚硬顶板越容易发生变形失稳。相对于已闭合的垂直裂缝,未闭合垂直贯穿裂缝更容易使顶板发生回转变形和失稳破断。

来源：2020年第1期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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