冲击载荷作用下矿柱力学响应分析

以东升庙铜矿11号矿体850水平以上采空区围岩冒落诱致冲击灾害为研究背景，应用工程类比法，建立了冲击力学模型，即将冒落体简化为一圆柱体冲击垫层，将矿柱简化为梁结构。基于材料力学理论、应力扩散理论，建立了受冲矿柱内部最大拉应力、剪应力、挠度与垫层厚度的关系式，进一步研究了三个力学响应量随垫层厚度的变化规律以及垫层最佳设置厚度，并应用FLAC3D数值模拟对理论分析最佳垫层厚度的有效性进行了验证。研究结果表明：（1）冒落体对垫层的最大冲击力以及此时在垫层中的位移随垫层厚度增加而分别减小和增大，同时二者减小和增加的幅度均随垫层厚度增大而减小；（2）矿柱内最大拉应力、最大剪应力、最大挠度均随垫层厚度的增