采动作用下的边坡岩层变形预测方法、预测系统、存储介质技术方案

本发明专利技术涉及一种采动作用下的边坡岩层变形预测方法、预测系统、存储介质，属于边坡安全稳定、边坡变形预测技术领域；包括如下步骤：(1)考虑边坡形状，将采动区上覆岩层简化成半无限长岩梁，下覆采动煤层视为Winkler地基梁，建立线弹性梁板力学模型；(2)分三个区域推导出含有10个未知数C

【技术实现步骤摘要】
采动作用下的边坡岩层变形预测方法、预测系统、存储介质
本专利技术属于边坡稳定防控领域(对应IC分类号：E02D17/00)，具体涉及一种采动作用下的边坡岩层变形预测方法、预测系统、存储介质。
技术介绍
我国西南地区位于地形第一阶梯向第二阶梯过渡的狭长地带，多山地且地形起伏大，地质构造复杂，不稳定的岩质边坡极易在地震或暴雨等诱发因素的作用下产生滑动面从而导致大规模的滑坡、崩塌等地质灾害，而造成岩质边坡产生失稳现象的重要原因往往与岩质边坡下部的地下开采活动有关。地下矿产资源的开采会导致形成空腔，采空区周围岩层初始的应力平衡状态受到扰动，进而导致岩层的变形移动乃至破坏，从而诱发地质灾害，因而预测采空区上覆岩层变形成为了业界人士关注的重点问题。目前国内外对于采空区覆岩移动变形的研究已取得了不少成果，刘宝琛院士等人出版了《煤矿地表移动的基本规律》，用概率论的观点来探讨岩层移动规律，在对岩层移动的时间过程研究中提出了下沉速度的概念，并在工程实际中得到广泛应用。钱鸣高等提出了“砌体梁”假说，后又基于弹性地基梁理论，将岩层简化为彼此无层间摩擦的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采动作用下的边坡岩层变形预测方法，其特征在于，选取边坡倾向方向为剖面截取方向，边坡的坡顶在坡脚的左侧，坐标原点位于采空区左侧边缘的顶部点，X轴水平向右，Y轴竖直向上；/nx<0的区域，即采空区上覆岩层左侧的关键岩层的变形采用下式计算：/ny＝e

【技术特征摘要】
1.一种采动作用下的边坡岩层变形预测方法，其特征在于，选取边坡倾向方向为剖面截取方向，边坡的坡顶在坡脚的左侧，坐标原点位于采空区左侧边缘的顶部点，X轴水平向右，Y轴竖直向上；
x<0的区域，即采空区上覆岩层左侧的关键岩层的变形采用下式计算：
y＝eax[C1cos(ax)+C2sin(ax)]
其中，K为煤层的弹性抗力系数；
其中，E、I为关键岩层的弹性模量、惯性矩；
关键岩层的确定方式如下：
通过勘察，采空区上部存在j层岩层，以煤层为第0层，从下至上，各岩层的弹性模量、惯性矩、高度，分别记录为：E1，I1，d1；E2，I2，d2；……Ej，Ij，dj；
Ei与Ii的乘积最大的岩层即为关键岩层，记录为第W层，其中，i＝1、2…j；
E和I分别为第W层所对应的弹性模量与惯性矩；
其中，C1、C2为计算参数。


2.根据权利要求1所述的一种采动作用下的边坡岩层变形预测方法，其特征在于，C1、C2采用下式计算：



其中，η、β1、β2采用下式计算：



其中，L表示采空区的宽度，S表示采空区的左侧至煤层露头处的距离；
其中，
γk为坡面出露岩层的重度，通过勘察确定；
q0为坡脚位置处所对应的关键岩层的所受上部岩层的压应力；
其中，θ为边坡的坡角。


3.根据权利要求2所述的一种采动作用下的边坡岩层变形预测方法，其特征在于，坡面以下有i＝1、2…k-1层岩层，


4.根据权利要求2或3所述的一种采动作用下的边坡岩层变形预测方法，其特征在于，0≤x≤L，即采空区正上方的关键岩层的变形采用下式计算：
y＝mx5+nx4+C3x3+C4x2+C5x+C6
其中，上式中的计算参数为：



其中，β3、β4采用下式计算：





5.根据权利要求4所述的一种采动作用下的边坡岩层变形预测方法，其特征在于，L<x<S，即采空区上覆岩层右侧的关键岩层变形采用下式计算：
y＝eax[C7cos(ax)+C8sin(ax)]+e-ax[C9cos(ax)+C10sin(ax)]
其中，上式中的计算参数为：



其中，β5、β6、β7、β8采用下式计算：
β5＝eaLL[a3e2aLL3(-30Lm+3a2L3m-6n-5aL2m+a2L2n)+3e2aS(2+aL)(7a3L4m+24n+40ma2L3+2na3L3+60mL+24anL+70maL2+12a2nL2)]Cos(aL)-ea(L+2S)L[3a5L6m-72n+6a4L4n+6a2L3(-20m+an)-24aL2(10m+an)+a4L5(16m+an)-36L(5m+2an)]Cos(aL-2aS)+eaLL[120ae2aSL2mSin(aL)+30a2e2aLL3mSin(aL)+210a2e2aSL3mSin(aL)+162a3e2aSL4mSin(aL)-16a4e2aLL5mSin(aL)+53a4e2aSL5mSin(aL)-3a5e2aLL6mSin(aL)+6a5e2aSL6mSin(aL)+72ae2aSLnSin(aL)+96a2e2aSL2nSin(aL)-6a3e2aLL3nSin(aL)+60a3e2aSL3nSin(aL)-6a4e2aLL4nSin(aL)+18a4e2aSL4nSin(aL)-a5e2aLL5nSin(aL)+2a5e2aSL5nSin(aL)+180e2aSLmSin(aL-2aS)+360ae2aSL2mSin(aL-2aS)+330a2e2aSL3mSin(aL-2aS)+162a3e2aSL4mSin(aL-2aS)+37a4e2aSL5mSin(aL-2aS)+3a5e2aSL6mSin(aL-2aS)+72e2aSnSin(aL-2aS)+144ae2aSLnSin(aL-2aS)+120a2e2aSL2nSin(aL-2aS)+54a3e2aSL3nSin(aL-2aS)+12a4e2aSL4nSin(aL-2aS)+a5e2aSL5nSin(aL-2aS)]
β6＝aL2eaL[ae2aLL2(16a2L2m+3a3L3m-30m+6an+6a2Ln+a3L2n)-e2aS(6a4L5m+72n+162ma2L3+18na3L3+210maL2+60na2L2+53ma3L4+2na4L4+120mL+96anL)]Cos(aL)+eaLL[e2aS(3a5L6m+72n+360maL2+120a2nL2+37ma4L5+ana4L5+162ma3L4+12na4L4+180mL+144anL+160ma2L3+54na3L3)Cos(aL-2aS)+360e2aSLmSin(aL)+600ae2aSL2...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟祖良，王南云，徐雅薇，刘新荣，李皓，高国富，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50