有限元强度折减法在底板突水风险评价中的应用

介绍了有限元强度折减法在FLAC3D中的实现方法。在分析煤层底板突水的有限元计算判断依据的基础上,阐明了底板安全系数Fs1的意义,即底板实际岩体强度与折减后底板破坏贯通时的岩体强度的比值定义为底板安全系数,它反映了承压水体上底板岩体抵抗破坏贯通的能力。通过有限元强度折减的实例计算验证了将该方法应用于煤层开采底板突水评价的可行性。计算结果表明:案例中工作面底板破坏的计算深度在15 m左右,与实测结果一致,底板安全系数Fs1为1.38;强度折减法揭示了底板突水的两条潜在的突水路径;底板安全系数Fs1随着工作面推进距离、工作面斜长及地应力的增大而减小。相较于突水系数,底板安全系数Fs1考虑因素更多,可信度更高。