岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (10): 3651-3661.doi: 10.16285/j.rsm.2025.1108CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.1108
王芷涵1,李海滨2,王学滨3,潘一山4,刘栋5,郑一方5
WANG Zhi-han1, LI Hai-bin2, WANG Xue-bin3, PAN Yi-shan4, LIU Dong5, ZHENG Yi-fang5,
摘要: 冲击地压理论研究已实现从定性分析到定量分析的转变,但假定圆环形软化区内介质均发生破坏,这与局部化破坏的常识不符。岩层运动并行计算系统StrataKing-3D与冲击地压扰动响应失稳理论相结合具有广阔的应用前景,但相关研究仅基于简化临界应力公式开展。以井下较为常见的正方形巷道为对象,探讨了内摩擦角和Ⅱ型断裂能对数值解的影响,并与基于完整临界应力公式的理论解进行对比。将巷道围岩临界应力的数值解与理论解之比定义为修正系数。研究发现,不同Ⅱ型断裂能下,修正系数-单轴抗压强度曲线所围区域呈左窄右宽的喇叭形,这表明单轴抗压强度(或内摩擦角)越小,临界应力的数值解与理论解越接近。临界应力的数值解最大不超过理论解的2.24倍。当Ⅱ型断裂能为200 N/m时,数值解与理论解较接近。若Ⅱ型断裂能较小(100~200 N/m),则冲击能指数为0.381~8.107,基本落入全国131个冲击地压矿井的调研数据中(冲击能指数为0~8的冲击地压矿井最多),说明此时Ⅱ型断裂能取值适当。在此条件下,数值解常大于理论解,可从局部化破坏围岩比均匀破坏围岩的承载力高的角度,对此进行解释。本研究深化了数值解与理论解不同表现的认识,有助于正确评估巷道的安全性。
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