矿山采动卸荷岩体力学参数劣化规律研究

矿山开采对采动影响区域内的围岩形成扰动，弱化岩体力学性质，其参数劣化规律是数值模拟与分析计算的主要问题之一。以铜坑矿92#矿体连续采矿顶板诱导崩落试验采场为对象，运用卸荷岩体力学理论，确立了开挖卸荷岩体力学参数计算模拟的计算流程。结合有限元数值模拟方法，建立了岩体卸荷等效模型，进行了6步连续卸荷的计算，得到了地下连续采矿顶板卸荷岩体力学参数的变化规律，并运用多项式实现了卸荷岩体力学参数与卸荷量变化值的函数拟合，获得了采动卸荷岩体力学参数的劣化规律。结果显示，卸荷第6步时，计算不收敛，表明此时顶板已经完全破坏而发生崩落；在卸荷过程中，岩体力学参数均呈逐渐弱化的趋势，其中内摩擦角、凝聚力和弹性模量随开挖卸荷的推进呈逐渐减小的趋势，最终的参数分别相当于初始值的55%、50%和50%，但泊松比呈逐渐增大的趋势，最终值相当于初始值的1.15倍。其结果说明了采动卸荷导致了岩体质量的劣化，卸荷岩体力学参数与卸荷量的函数为采动卸荷力学响应的动态分析提供了理论基础。