巷道蝶形破坏强度准则低敏感性研究及工程应用

摘要：

巷道围岩的塑性区形态对巷道的破坏形式及破坏程度有重要影响.为探究三向应力场下塑性区形态演化过程,基于弹性力学推导了轴向应力表达式,并依据蝶形塑性区边界方程求解思路,确定了三维强度准则下三向塑性区近似解的求解方法.通过等球应力p、等偏应力q以及不同Lode角θσ来确定围岩应力加载方案,对不同三维强度准则下的围岩塑性区形态演化规律进行深入研究,论证了蝶形破坏的准则低敏感性.基于蝶形破坏理论对羊场湾160206回风巷道的非对称变形破坏机制及控制技术进行深入分析.研究结果表明:(1)在相同p、q及不同θσ的应力加载条件下,5种强度准则下的塑性区形态均呈现圆形、类椭圆及蝶形的演化规律,且每种强度准则在相同θσ的情况下围岩的塑性区形态基本一致.(2)相同应力大小、不同应力方向的加载方案下,围岩的塑性区形态大不相同.圆巷围岩的塑性区形态很大程度上由水平侧压比决定,轴向侧压对围岩的塑性区尺寸影响较大,对塑性区形态影响较小.(3)羊场湾160206回风巷道在叠加采动影响下顶板呈现非对称大变形破坏,基于蝶形塑性区支护思路,应用非对称锚杆索+超前单元支架+钻孔卸压的协同支护技术,取得了良好的支护效果.

关键词：塑性区边界、蝶形塑性区、强度准则、采动影响、巷道围岩控制

所属期刊栏目：45

分类号：TU435(土力学、地基基础工程)

在线出版日期：2024-02-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：117-130