岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (1): 117-130.doi: 10.16285/j.rsm.2023.0107
刘洪涛1, 2,韩子俊1, 2,刘勤裕1, 2,陈子晗1, 2,韩洲1, 2,张红凯1,杨永松1
LIU Hong-tao1, 2, HAN Zi-jun1, 2, LIU Qin-yu1, 2, CHEN Zi-han1, 2, HAN Zhou1, 2, ZHANG Hong-kai1, YANG Yong-song1
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。
中图分类号:
[1] | 高明仕, 俞鑫, 徐东, 贺永亮, 赵世帆, . 基于冲能吸能平衡效应的冲击地压巷道分级支护研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(1): 38-48. |
[2] | 陈曦. 基于方向性粗糙度参数的节理峰值抗剪 强度理论模型[J]. 岩土力学, 2023, 44(4): 1075-1088. |
[3] | 郅彬, 王小婵, 刘恩龙, . 颗粒形状对粒状材料破碎演化规律及强度准则影响[J]. 岩土力学, 2023, 44(3): 649-662. |
[4] | 张志飞, 黄曼, 唐志成, . 估算异性岩石不连续面峰值剪切强度的经验公式[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 507-519. |
[5] | 姜玥, 周辉, 卢景景, 高阳, . 空心圆柱砂岩真三轴试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(4): 932-944. |
[6] | 王永红, 杜文, 张国辉, 宋扬, . 基于广义张−朱强度准则的深埋隧道 围岩塑性分析及应用探讨[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 819-830. |
[7] | 吴祥业, 王婧雅, 陈世江, 张玉江, 卜庆为, . 重复采动巷道塑性区调控原理与稳定控制[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 205-217. |
[8] | 周超彪, 刘东, 姜清辉, . 拉剪作用下类岩石试样的力学 特性与损伤破坏机制[J]. 岩土力学, 2021, 42(12): 3335-3344. |
[9] | 刘炳恒, 孔令伟, 舒荣军, 李甜果, . 湛江结构性黏土在三维应力下的 力学特性与强度准则[J]. 岩土力学, 2021, 42(11): 3090-3100. |
[10] | 陈昊, 胡小荣. 非饱和土三剪强度准则及验证[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2380-2388. |
[11] | 王辉, 周世琛, 周博, 薛世峰, 林英松, 吴海明, . 不同破坏准则下水合物沉积物的统计损伤模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(12): 4015-4026. |
[12] | 郑坤, 孟庆山, 汪稔, 余克服, . 珊瑚骨架灰岩三轴压缩声发射特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 205-213. |
[13] | 尹光志, 鲁俊, 张东明, 李铭辉, 邓博知, 刘 超, . 真三轴应力条件下钻孔围岩塑性区及增透半径研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 1-10. |
[14] | 王瑞, 闫帅, 柏建彪, 常治国, 宋远霸, . 端帮开采下煤柱破坏宽度计算及失稳机制研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3167-3180. |
[15] | 汪 杰, 宋卫东, 谭玉叶, 付建新, 曹 帅, . 水平分层胶结充填体损伤本构模型及强度准则[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1731-1739. |
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