考虑刚度和强度劣化时弱胶结软岩巷道围岩的弹塑性损伤分析

摘要：

岩体内部微裂纹的存在及其扩展，会导致岩体产生刚度和强度劣化，使巷道围岩松动范围扩大。通过定义刚度劣化系数和强度劣化系数，考虑弱胶结软岩峰后应变软化和塑性扩容特性，采用损伤理论和三直线应变软化模型，建立了弱胶结软岩巷道围岩弹塑性流动损伤模型，推导了非均匀应力场下围岩分别产生弹性损伤区、塑性软化损伤区和塑性流动损伤区时的应力、位移解析解；探讨了鲁新煤矿弱胶结砂质泥岩巷道的原岩应力水平、刚度劣化、扩容梯度等对围岩的损伤演化及位移场、塑性圈的影响规律。结果表明，剪胀效应对围岩塑性圈的大小及应力响应影响不大，但对塑性区的损伤速度及位移影响很大；原岩应力水平对巷道塑性圈的分布具有显著影响；刚度和强度劣化系数的增大会加快围岩的劣化速度。这些因素在围岩稳定性分析及巷道支护设计中均应引起足够重视。

关键词：弱胶结软岩、巷道围岩、刚度劣化、强度劣化、非均匀应力场、损伤演化

分类号：TD823(矿山开采)

资助基金：国家自然科学基金项目51174128；高等学校博士学科点专项科研基金项目20123718110007

在线出版日期：2013-10-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：679-685