裂隙发育岩体巷道围岩工程特征与变形控制
2021-12-09余伟健芦庆和郭涵潇杜少华
煤炭学报 2021年11期
余伟健,李 可,芦庆和,郭涵潇,杜少华
(1.湖南科技大学 资源环境与安全工程学院,湖南 湘潭 411201;2.湖南科技大学 煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南 湘潭 411201;3.贵州理工学院 矿业工程学院,贵州 贵阳 550003)
自然界中的天然地质岩体都具有不同程度裂隙发育,发育程度的好坏决定了整个岩体的力学特性,尤其是密度大、组数多和产状复杂的裂隙大幅度降低了围岩体强度,直接破坏了围岩体的整体性。在实际工程中,存在大量原生裂隙岩体,这种岩体在开挖中又会受到工程力的作用,进一步破坏了岩体的完整性,形成了较大松动区,开挖后的硐室或巷道呈现不稳定状态,极有可能出现垮冒事故,给安全生产带来了极大的威胁,维护成本倍增。
裂隙在岩体中的赋存有较大的随机性,同一处岩体中不同部位裂隙的力学性质差异性也较大,传统的力学试验与分析很难满足工程需求。近10 a来,很多学者研究利用离散裂隙网络(DFN)、合成岩体(SRM)等方式对工程现场调查的岩体裂隙进行重构还原以协助工程设计。SCHOLTS L等[1-2]验证了DFN重构裂隙岩体的可行性,认为在现场观测的基础上,DFN可以有效重现裂隙岩体的渐进破坏,能较为准确地反映出裂隙岩体的破坏特征。高富强等[3-5]认为裂隙密度对岩体的残余强度没有显著影响,对峰值强度影响较大;随着围压升高,岩体峰值强度和残余强度均升高。王晓卿等[6-7]利用合成岩体(SRM)方法重构了煤体节理,认为裂隙方位并不显著影响煤体力学性能,仅影响煤体裂隙形态。……
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