准确预测采场底板破坏深度是承压水上采煤的一个关键问题,而目前常用的解析解公式没有考虑底板水压力的影响。为此,将底板视为各向同性均质弹性体,支撑压力和水压力作为均布条形荷载分别作用在底板上下面,依据弹性半空间理论的符拉芒和明德林解,推导出采场底板的应力表达式。在此基础上,分析了水压力对底板应力分布规律的影响。根据应力计算结果,利用带拉伸破坏的Mohr-Coulomb准则对底板破坏深度进行计算,并探讨了水压力和隔水底板厚度对计算结果的影响。算例显示,水压力对底板垂直应力和剪应力影响较小,而对水平应力影响较大,使其出现应力扩散现象。底板剪切和拉伸破坏深度和范围随水压力的加大而明显增大,随着隔水层厚度的增大只略微降低,表明加大隔水层厚度并不能有效降低底板破坏深度。实例应用表明,水压力影响下的底板破坏深度计算值与实测值基本吻合,较不考虑水压力的计算精度要高。

国家自然科学基金项目(51474008,41472235)；安徽省自然科学基金项目(1508085QE89,1508085ME77)；安徽省高校优秀青年人才支撑计划项目(gxyq2017004)；