本文關(guān)鍵詞：軟弱破碎巷道圍巖深淺承載結(jié)構(gòu)力學(xué)分析及數(shù)值模擬

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【摘要】：巷道圍巖-支護(hù)相互作用體系中圍巖承載區(qū)是圍巖應(yīng)力的主要承載體,控制圍巖承載區(qū)域的穩(wěn)定對(duì)巷道圍巖的穩(wěn)定具有積極作用。針對(duì)軟弱破碎巷道圍巖工程地質(zhì)特性,采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)巷道圍巖承載結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究�？紤]巷道開(kāi)挖后巖體強(qiáng)度、應(yīng)力和變形特征,建立了軟弱破碎圍巖巷道的理論計(jì)算模型,得到了圍巖的應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)和塑性破壞區(qū)范圍的解析解;考慮巖石峰后強(qiáng)度軟化、剪脹擴(kuò)容效應(yīng)、原巖應(yīng)力和支護(hù)阻力等因素的影響,在空間上將巷道圍巖承載結(jié)構(gòu)劃分為"淺支撐層"和"深支撐層",同時(shí)在深支撐層內(nèi),存在一個(gè)高應(yīng)力區(qū)域,承擔(dān)了圍巖的大部分荷載,對(duì)深支撐層的承載能力與穩(wěn)定起著關(guān)鍵作用,稱其為"關(guān)鍵支撐層"。通過(guò)算例分析了圍巖殘余強(qiáng)度和支護(hù)作用對(duì)深淺支撐層結(jié)構(gòu)演化特征和巷道變形的影響。采用FLAC3D程序?qū)ι顪\支撐層結(jié)構(gòu)演化特征及巷道變形進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究結(jié)果表明:圍巖的殘余強(qiáng)度越大,深淺支撐層結(jié)構(gòu)在空間上表現(xiàn)的越明顯;剪脹擴(kuò)容效應(yīng)發(fā)生在深支撐層中的軟化區(qū)內(nèi),但其最終導(dǎo)致淺支撐層發(fā)生變形;隨著原巖應(yīng)力的增大,巷道圍巖深淺支撐層的厚度均不同程度的擴(kuò)大。
【作者單位】： 安徽理工大學(xué)煤礦安全高效開(kāi)采省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 軟弱破碎圍巖 強(qiáng)度軟化 剪脹擴(kuò)容 深淺承載結(jié)構(gòu) 圍巖控制 數(shù)值模擬
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51374013) 安徽省科技攻關(guān)計(jì)劃資助項(xiàng)目(1604a0802107) 高校優(yōu)秀拔尖人才培育資助項(xiàng)目(gxbj ZD2016051)
【分類號(hào)】：TD353
【正文快照】： 巷道穩(wěn)定性問(wèn)題是深部礦井所面臨的重大技術(shù)難題。隨著礦井開(kāi)采深度的增大,地應(yīng)力顯著增大,巷道開(kāi)挖后,圍巖應(yīng)力集中,淺層巖體變得軟弱破碎轉(zhuǎn)化為高應(yīng)力軟巖,表現(xiàn)出強(qiáng)烈的峰后應(yīng)變軟化和擴(kuò)容特性,圍巖承載能力降低,使巷道維護(hù)變得相當(dāng)困難。煤礦巷道支護(hù)實(shí)踐及理論研究均表明,

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