發(fā)布時間：2018-11-28 20:19

【摘要】：為了探索富水巖層中開挖巷道的變形破壞問題,基于流固耦合分析理論,推導(dǎo)出了流固耦合數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用FLAC-3D中的等效連續(xù)介質(zhì)滲流模型及FISH語言,實(shí)現(xiàn)了巷道開挖后圍巖流固耦合效應(yīng)的模擬,探討了滲流場及場內(nèi)流動矢量的分布特征,針對圍巖塑性區(qū)、應(yīng)力場及變形規(guī)律與未考慮流固耦合時進(jìn)行了對比分析。在流固耦合模式下,研究了開挖步長、開挖工序以及開挖截面形狀對孔隙水壓力、拱頂豎向位移和巷道涌水量的影響規(guī)律。結(jié)果表明：與未考慮流固耦合的結(jié)果相比,考慮流固耦合時圍巖塑性區(qū)范圍和剪切帶尺寸均有所增大,豎向總應(yīng)力σzz相對增大了10%；流固耦合模式下,巷道圍巖中形成了一個類似降水漏斗的形狀,在巷道拱腳處流動矢量分布密集而且數(shù)值較大；隨著開挖步長的增大,巷道拱頂孔隙水壓力及豎向位移則有所減小,涌水量則有所增大；從孔隙水壓力、豎向位移和涌水量的角度分析,臺階法開挖巷道明顯優(yōu)于全斷面法；不同截面形狀巷道圍巖滲流場及場內(nèi)流動矢量分布不盡相同,不同地質(zhì)條件下開挖巷道應(yīng)選擇適合的巷道截面形狀。
[Abstract]:In order to explore the problem of deformation and failure of roadway excavated in water-rich rock stratum, based on the theory of fluid-solid coupling analysis, a mathematical model of fluid-solid coupling is derived, and the equivalent continuum medium seepage model and FISH language in FLAC-3D are used. The simulation of fluid-solid coupling effect of surrounding rock after tunnel excavation is realized, and the distribution characteristics of seepage field and flow vector in the field are discussed. The stress field and deformation law of surrounding rock plastic zone are compared with those without fluid-solid coupling. In the fluid-solid coupling mode, the effects of excavation step, excavation procedure and section shape on pore water pressure, vertical displacement of arch roof and water inflow of roadway are studied. The results show that the range of plastic zone and the size of shear band increase with the fluid-solid coupling taken into account, and the vertical total stress 蟽 zz increases by 10%. In the fluid-solid coupling mode, a shape similar to the dewatering funnel is formed in the surrounding rock of the roadway, and the distribution of the flow vector is dense and the numerical value is large at the arch of the roadway. With the increase of the excavation step, the pore water pressure and vertical displacement of the arch roof of the roadway decrease, and the inflow of water increases, and from the angle of pore water pressure, vertical displacement and water inflow, the bench method is obviously superior to the full section method. The seepage field of surrounding rock and the distribution of flow vector in different sections of roadway are different. The suitable section shape of roadway should be chosen under different geological conditions.
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD322;TD745

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郭興明,徐精彩,惠世恩;巷道煤體漏風(fēng)規(guī)律研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2001年03期

2 靖洪文;李元海;許國安;陳坤福;;深埋巷道破裂圍巖位移分析[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2006年05期

3 童宗圣;馬守龍;;雙注支護(hù)技術(shù)在返修巷道中的應(yīng)用[J];山西建筑;2008年02期

4 姜懷友;楊建國;;巷道修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用[J];山東煤炭科技;2009年01期

5 古全忠;周光華;楊德;張曉峰;郭艷飛;;瑞米支柱在軟頂巷道的支護(hù)應(yīng)用[J];煤礦開采;2009年03期

6 姜晨光;方麗娟;宋林松;閆春茹;李增有;;不同斷面巷道的抗震性能研究[J];礦冶;2010年01期

7 徐聰;楊建偉;曹孟蒙;;“延伸截取法”巷道擴(kuò)修實(shí)踐[J];中州煤炭;2010年05期

8 潘一山;呂祥鋒;李忠華;代樹紅;;高速沖擊載荷作用下巷道動態(tài)破壞過程試驗(yàn)研究[J];巖土力學(xué);2011年05期

9 鄭西貴;張農(nóng);韓昌良;;多斷面巷道表面收斂快速觀測方法研究[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年05期

10 何征;孫卓磊;李柔學(xué);;巷道冒頂?shù)囊蛩嘏c預(yù)防[J];山東煤炭科技;2011年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 靖洪文;;深埋巷道破裂圍巖位移分析及應(yīng)用[A];盛世歲月——祝賀孫鈞院士八秩華誕論文選集[C];2006年

2 周坤;趙毅鑫;謝帥濤;劉迪;;模型邊界位置對巷道變形模擬結(jié)果的影響研究[A];北京力學(xué)會第18屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

3 王長江;劉夫曉;王黎明;;淺析礦山巷道變形的監(jiān)測[A];第二十屆“冀魯川遼晉瓊粵”七省礦業(yè)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2013年

4 田花永;;基于數(shù)值模擬技術(shù)的巷道毛硐尺寸設(shè)計(jì)[A];礦山地質(zhì)災(zāi)害成災(zāi)機(jī)理與防治技術(shù)研究與應(yīng)用[C];2009年

5 付躍升;楊萬斌;;多次破壞后巷道修復(fù)原理與方法[A];礦井建設(shè)與巖土工程技術(shù)新發(fā)展[C];1997年

6 張農(nóng);;巷道圍巖強(qiáng)化支護(hù)技術(shù)體系及實(shí)踐[A];煤炭開采新理論與新技術(shù)——中國煤炭學(xué)會開采專業(yè)委員會2007年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

7 高靈志;;掘進(jìn)巷道超前預(yù)審查是實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)安全高效、科學(xué)經(jīng)濟(jì)的有效手段[A];全國煤礦千米深井開采技術(shù)[C];2013年

8 毛興武;;朱家灣礦井開拓準(zhǔn)備巷道變形的原因分析及對策[A];中國煤炭學(xué)會煤礦安全專業(yè)委員會2009年學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

9 張琨;任建喜;;煤礦高應(yīng)力巷道破壞機(jī)制及其返修技術(shù)研究[A];巖石力學(xué)與工程的創(chuàng)新和實(shí)踐：第十一次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會論文集[C];2010年

10 李向征;倪新華;姚宏章;;差值法速算拱形巷道面積的研究與應(yīng)用[A];創(chuàng)新推動新型煤炭工業(yè)體系建設(shè)和安全健康發(fā)展——2010年湘贛皖閩蘇等多�。ㄊ校┟禾繉W(xué)會學(xué)術(shù)交流暨湖南省煤炭科技論壇論文集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 楊沛潔;平煤四礦給修復(fù)巷道“貼標(biāo)簽”[N];平頂山日報(bào);2007年

2 潞安礦業(yè)（集團(tuán)）公司審計(jì)處 王哲;巷道破壞分析和巷道維護(hù)技術(shù)[N];山西科技報(bào);2005年

3 程占國;云駕嶺礦工藝創(chuàng)新打造平安巷道[N];河北經(jīng)濟(jì)日報(bào);2010年

4 徐寧 梁祚山 楊殿棟;千米深處完美對接[N];中國能源報(bào);2013年

5 張洪武 記者 王大偉;東海礦唱響質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化“四重奏”[N];雞西日報(bào);2008年

6 李偉;科技興煤讓企業(yè)嘗到甜頭[N];哈密報(bào)(漢);2007年

7 陳賢云;小修補(bǔ)改變大環(huán)境[N];中國礦業(yè)報(bào);2013年

8 通訊員 孫傳報(bào)　王印河 本報(bào)記者 范寧;“兩化”生產(chǎn)區(qū)保障40年旺盛采掘[N];河北經(jīng)濟(jì)日報(bào);2010年

9 陳景春;草原明珠放異彩 干群攜手鑄輝煌[N];遼源日報(bào);2006年

10 記者 楊沛潔邋實(shí)習(xí)生 趙峰濤;科技“妙手”讓四礦煥發(fā)青春[N];平頂山日報(bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張斗群;黃巖匯煤礦礦壓顯現(xiàn)多參量監(jiān)測及巷道支護(hù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2016年

2 黃博;采空區(qū)下近距離動壓巷道礦壓特征及支護(hù)模擬研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2016年

3 馬振乾;厚層軟弱頂板巷道災(zāi)變機(jī)理及控制技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2016年

4 李季;深部窄煤柱巷道非均勻變形破壞機(jī)理及冒頂控制[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2016年

5 薛華俊;大斷面軟弱煤幫巷道注漿體力學(xué)特性與控制技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2016年

6 李國富;高溫巖層巷道主動降溫支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究[D];太原理工大學(xué);2010年

7 萬世文;深部大跨度巷道失穩(wěn)機(jī)理與圍巖控制技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2011年

8 樊克恭;巷道圍巖弱結(jié)構(gòu)損傷破壞效應(yīng)與非均稱控制機(jī)理研究[D];山東科技大學(xué);2003年

9 吳海;深部傾斜巖層巷道非均稱變形演化規(guī)律及穩(wěn)定控制[D];中國礦業(yè)大學(xué);2014年

10 徐劍坤;基于機(jī)器視覺的巷道變形實(shí)時監(jiān)測預(yù)警技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李玉萍;基于GIS井下避險(xiǎn)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D];河北聯(lián)合大學(xué);2014年

2 曲懋軒;傾斜薄層狀圍巖巷道失穩(wěn)機(jī)理及支護(hù)技術(shù)研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 秦續(xù)峰;下山巷道組過大斷層應(yīng)用技術(shù)研究[D];蘭州交通大學(xué);2015年

4 朱天義;深井軟弱圍巖巷道聯(lián)合修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2016年

5 蘇亞峰;上行開采采動破裂圍巖巷道失穩(wěn)及安全控制技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2016年

6 周姚姚;祁東礦巷道圍巖分類及差異支護(hù)技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2016年

7 范廷鵬;跨上山底板巷道破壞特征及控制技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2016年

8 潘城;動靜載荷耦合作用下的巷道圍巖損傷特征研究[D];安徽理工大學(xué);2016年

9 蔡雅芬;復(fù)雜圍巖條件下巷道超前預(yù)測預(yù)報(bào)與支護(hù)技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2016年

10 李海江;高地應(yīng)力不同斷面形狀巷道圍巖破壞特征及支護(hù)試驗(yàn)研究[D];河北工程大學(xué);2016年

，

本文編號：2364150