不同地应力条件下巷道围岩松动圈演化研究
2014-04-03周传波夏志强刘杨波
金属矿山 2014年2期
关键词:围岩
平 雯 周传波 夏志强 刘杨波
(1.岩土钻掘与防护教育部工程研究中心,湖北武汉430074; 2.中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉430074)
随着我国对能源的需求,采矿业迅猛发展,矿体露天开采逐步转向地下开采,使得处于深埋岩土体内的工程不断涌现。由于岩体应力重分布超过围岩强度或引起围岩过分变形,深埋高地应力条件下的地下工程开挖过程常出现局部失稳现象。因此,为保证高地应力作用下巷道围岩安全稳定,开展地应力作用下巷道围岩松动圈计算研究,对于地下巷道开挖支护设计、施工安全生产具有重要意义。
国内外学者在地应力对岩体开挖松动影响研究方面开展了大量工作。P.Jia等[1]通过研究发现,在岩层中不同的角度和侧压力系数这2个因素对地下洞室围岩的稳定性起到至关重要的作用,侧压力系数小于1时,围岩的破坏区域发生在地下洞室侧墙两侧;Sun Jinshan[2]研究了侧压力系数 大于1的情况下,地下洞室破坏区域发生在巷道底板处;黄达等[3]运用FLAC3D软件,对垂直应力不变,不同侧压系数条件下地下洞室软弱层状顶板岩体的塑性破坏位移的应力变化规律进行三维数值模拟研究;卢文波[4]和金李等人[5]的研究表明,中高地应力状态下岩体开挖卸荷存在显著的动力特征,岩体爆破开挖过程初始应力场的动态卸载可能是引起岩体松动的重要因素之一。
本研究基于Mohr-Coulomb准则,建立了巷道围岩松动范围计算模型,结合数值模拟计算方法,对不同地应力条件下巷道开挖后围岩的松动破坏规律进行分析,探讨地应力场对巷道围岩松动范围的影响,为地下洞室岩体开挖过程中围岩变形控制提供理论依据。……
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