深部巷道软弱围岩破裂碎胀过程及锚喷-注浆加固FDEM数值模拟

摘要：

针对深部巷道软弱围岩的破裂碎胀大变形预测及围岩控制存在的难题,采用了有限元与离散元耦合程序(FDEM)数值模拟方法对上述问题进行了研究.首先阐述了FDEM的基本原理;然后采用单轴压缩、巴西劈裂和三轴压缩模拟试验与室内试验对比,进行了输入参数的标定;最后对深部高地应力条件下的巷道开挖后软弱围岩破裂碎胀大变形进行了模拟,并基于实体建模的方法采用了锚喷(锚杆+喷浆)-注浆对巷道围岩加固进行了模拟.研究结果表明:巷道的大变形主要是由于围岩的破裂、碎胀造成的,浅部以拉伸破坏为主,向深部过渡到剪切破坏;剪切破坏角与单轴压缩试验结果一致,为58°;裸巷的裂纹最大扩展范围为10.6 m、表面最大位移收敛量20.7 cm.采用锚喷和锚喷-注浆加固后能有效地控制围岩的变形,抑制了裂纹的扩展范围(减小到5.8 m、5.1m),且围岩表面收敛量大幅减小(5.1 cm、4.2 cm).

关键词：FDEM数值模拟、深部巷道、碎胀大变形、锚喷支护、注浆加固

所属期刊栏目：40

分类号：TU457(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划项目973计划2014CB046904,2015CB058102

在线出版日期：2019-11-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共19页

页码：4065-4083