岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (8): 2709-2719.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0839CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0839
王平1,吴浩田2,赵晓峰1,徐睿1,刘任哲1,单仁亮2
WANG Ping1, WU Hao-tian2, ZHAO Xiao-feng1, XU Rui1, LIU Ren-zhe1, SHAN Ren-liang2
摘要: 在极软煤巷掘进过程中,常采用超前支护确保施工安全。为了探究超前支护下开挖面的稳定性,基于Hoek-Brown准则,在考虑超前支护影响的基础上,构建了斜柱体-对数螺旋开挖面共同破坏模型。利用极限分析上限法、强度折减法以及几何等代法,推导出适用于非圆形巷道开挖面的稳定安全系数目标函数,并进行稳定安全系数计算,将计算结果与现有研究成果进行对比分析,验证了本文计算方法的合理性与适用性,同时分析了影响开挖面稳定安全系数的各个因素。研究结果表明:本文计算方法在各应力区间均能更合理地反映实际围岩的非线性破坏特性;围岩内摩擦角的增大对巷道开挖面稳定性提升最为显著;超前小导管的截面积增大和环间距减小均有助于增强开挖面稳定性;开挖面设置锚杆是维持巷道开挖面稳定性的关键支护手段;不同几何等代法对非圆形巷道开挖面稳定安全系数的计算结果差异明显。
中图分类号: TU 457| [1] | 张晶, 韩岩松, 周宗红, 刘海, 欧阳治华. 考虑岩石临界围压效应的真三轴Hoek-Brown准则改进[J]. 岩土力学, 2026, 47(7): 2337-2346. |
| [2] | 蔡玉娟, 蔡静森, 任少文, 刘锴, 陈劲, 李漪, . 岩溶区非均质岩组岩体力学参数快速估计方法研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(9): 2749-2762. |
| [3] | 张治国, 罗杰, 朱正国, PAN Y T, 孙苗苗, . 基于极限分析上限法的地震作用下分层地基 盾构隧道开挖面稳定性研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(4): 1201-1213. |
| [4] | 刘国锋, 冯坤, 晏长根, 丰光亮, 徐鼎平, 周迟, . 考虑力学参数不确定性的岩质边坡开挖卸荷响应概率评价[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 2115-2128. |
| [5] | 尹鑫晟, 舒营, 梁禄钜, 张世民, . 考虑渗流的饱和粉土地层盾构开挖面稳定分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 2005-2016. |
| [6] | 李国枭, 王航龙, 彭俊, 王林飞, 代碧波, . 基于Hoek-Brown准则的层理岩石强度模型研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(12): 3541-3550. |
| [7] | 贾宝新, 陈国栋, 刘丰溥, . 高温下岩石损伤本构模型及其验证[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 63-73. |
| [8] | 张文莲, 孙晓云, 陈勇, 金申熠, . 基于岩体抗压强度折减的边坡稳定性分析方法[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 607-615. |
| [9] | 袁帅, 冯德旺, 张森豪, 邢运鹏, 柯尊启, . 考虑水力参数空间变异性的盾构 隧道开挖面稳定性分析[J]. 岩土力学, 2022, 43(11): 3153-3162. |
| [10] | 仉文岗, 王琦, 陈福勇, 陈龙龙, 王鲁琦, 王林, 张艳梅, 王玉琦, 朱星, . 考虑岩体空间变异性的边坡可靠度分析 及抗滑桩随机响应研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(11): 3157-3168. |
| [11] | 高玮, 胡承杰, 贺天阳, 陈新, 周聪, 崔爽, . 基于统计强度理论的破裂岩体本构模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2179-2188. |
| [12] | 金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 基于Hoek-Brown准则的岩石应变软化模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 939-951. |
| [13] | 米博, 项彦勇, . 砂土地层浅埋盾构隧道开挖渗流稳定性的 模型试验和计算研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 837-848. |
| [14] | 穆锐, 浦少云, 黄质宏, 李永辉, 郑培鑫, 刘 旸, 刘 泽, 郑红超, . 土岩组合岩体中抗拔桩极限承载力的确定[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2825-2837. |
| [15] | 袁维, 刘尚各, 聂庆科, 王伟, . 基于冲切破坏模式的嵌岩桩桩端溶洞顶板 临界厚度确定方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2789-2798. |
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