巖溶坡體裂隙的擴展貫通是造成坡體失穩(wěn)破壞的重要因素。為研究采動作用下高陡巖溶坡體隨裂隙擴展貫通的失穩(wěn)破壞機理,采用離散元（Universal Distinct Element Code,UDEC）數(shù)值模擬,研究了采動作用下坡體裂隙的發(fā)展規(guī)律。研究結(jié)果表明:采動作用對巖溶坡體的穩(wěn)定性具有重要的影響作用,主要表現(xiàn)在煤層上覆巖體新生裂隙的發(fā)育以及誘發(fā)坡體原有裂隙的擴展;坡體內(nèi)部裂隙的發(fā)育具有一定的時空效應(yīng),裂隙帶高度隨著采空區(qū)范圍的增加而增加;坡體原有深大裂隙對坡體的破壞具有控制作用,坡體破壞時崩滑體沿著主控裂隙發(fā)生滑動;二維模型顯示,含深大裂隙巖溶坡體在采動作用下形成類似"懸臂梁結(jié)構(gòu)",懸臂梁結(jié)構(gòu)沿著主控裂隙發(fā)生斷裂,坡體中間軟巖被擠出,最終主控裂隙與臨空面擴展貫通,坡體發(fā)生崩塌破壞。 

【文章來源】：地質(zhì)力學(xué)學(xué)報. 2020,26(04)CSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

2 坡表監(jiān)測點水平和垂直位移曲線圖（監(jiān)測點位置見圖9)

M10-1工作面上覆巖層監(jiān)測點的水平位移和垂直位移隨工況變化的曲線如圖13a、14b所示。根據(jù)圖13a中測點5的水平方向位移曲線的變化，仍然可以得出坡體中間軟巖部分向臨空面被擠出的結(jié)論。由圖9可知測點5的位置處于坡體中間，水平位移在開采M14-2工作面時發(fā)生突變并持續(xù)增加，到開采M14-3工作面時，測點5的水平位移已經(jīng)超過其他測點，這是由于坡體中間軟巖被懸臂梁斷裂巖體向臨空面擠出而導(dǎo)致。圖13b中，各測點垂直位移突變點都不一樣，測點位置越高，其垂直位移發(fā)生突變的工況越靠后，從側(cè)面說明了采動作用對山體內(nèi)部的影響具有一定的時空效應(yīng)，隨著開采工作面的推進，山體內(nèi)部位移區(qū)域逐漸增大，山體的穩(wěn)定性也隨之降低。2.2.2 采動作用下坡體裂隙演化分析

在煤層工作面推進過程中，坡體裂隙首先出現(xiàn)在靠近煤層的上覆巖層中，當(dāng)工作面進一步推進，裂隙逐漸發(fā)育，上覆巖層出現(xiàn)離層現(xiàn)象（圖14a）。隨著采空區(qū)持續(xù)增大，煤層頂板開始斷裂坍塌充填采空區(qū)（圖14b），上覆巖層裂隙進一步向上擴展。煤層開采工作面繼續(xù)推進，裂隙帶（陳建鵬等，2020）的高度呈現(xiàn)出一定的時空效應(yīng)，可以發(fā)現(xiàn)工況越靠后，裂隙帶的高度越大（圖14c、14d）。在此次模擬中，工況越靠后，坡體內(nèi)部煤層采空區(qū)范圍越大，即裂隙帶高度隨采空區(qū)范圍的增加而增加。統(tǒng)計不同工況開采下M10-1工作面上覆巖層裂隙帶高度，繪制裂隙帶高度時空演化圖（圖15）。從圖中可見，M10-1工作面開采結(jié)束后，裂縫高度達到了64 m；開采M10-2工作面時，裂隙高度繼續(xù)增加到84 m；在開采M10-3工作面時，裂隙高幾乎沒有增加，從圖11c也可以看出M10-3工作面開采結(jié)束后，位移影響區(qū)域變化很�。籑14-1開采結(jié)束后，裂隙帶高度增長較快，高度增加到了118 m，原因是M14-1位于M10-1工作面正下方，煤層開采后，裂隙帶正下方形成了新的采空區(qū)，在煤層頂板斷裂坍塌充填采空區(qū)時，上覆巖層裂隙繼續(xù)向上擴展；M14-2開采結(jié)束后裂隙帶高度增加了14 m，而在M14-3開采過程中，裂隙帶高度增加較少。

【參考文獻】：
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