古典杨森散体压力理论的拓展及采矿工程中的应用

古典杨森散体压力理论的拓展及采矿工程中的应用古典杨森散体压力理论的拓展及采矿工程中的应用1. 引言散体压力理论在现代采矿工程中得到了广泛的应用。其中，杨森散体压力理论作为最经典的散体力学理论之一，已被

古典杨森散体压力理论的拓展及采矿工程中的应用 古典杨森散体压力理论的拓展及采矿工程中的应用 1.引言 散体压力理论在现代采矿工程中得到了广泛的应用。其中，杨森散 体压力理论作为最经典的散体力学理论之一，已被广泛应用于采矿工程 中的爆破、开挖、顶板管理等实际问题中。然而，古典杨森散体理论中 并未涵盖散体形变产生的轴向压力，因此需要在此基础上进行拓展，以 更好地应对散体压力问题。 2.杨森散体压力理论 杨森散体压力理论是散体压力研究中的经典理论。该理论假设散体 压力是由粒子(或颗粒)间的摩擦产生的，并用一组线性方程描述其压力状 态。即散体最大剪切应力τ_max=σ_ntanφ，在其中，σ_n为散体法向 压力，φ为散体的内部摩擦角。 然而，杨森散体理论并未考虑散体体积变化对轴向力产生影响的情 况。在采矿工程中，往往会因为工作面的稳定性需求，而需要对散体实 行水力支护、钢支架支护等措施来调整散体体积。因此，需要对杨森散 体理论进行拓展，使其能更好地处理散体变形对轴向力的影响。 3.拓展 在散体发生变形时，其体积总量不变，因此散体积变产生的轴向力 一定等于散体内部的压力变化所产生的轴向力。该轴向力的大小和方向 取决于散体内部颗粒的排列和变形方式。因此，需要利用散体动力学理 论建立一组与其内部变形行为相对应的力学方程。 针对杨森散体理论中未考虑散体变形的不足之处，研究者提出了杨 森-莱维散体理论。该理论在杨森散体压力理论的基础上，将散体所受轴 向力也考虑在内，从而完善了杨森散体理论。