考慮損傷與剪脹及中間主應力的巷道圍巖彈塑性分析
本文選題:軸對稱圓巷 + 圍巖損傷; 參考:《中國安全生產(chǎn)科學技術》2017年02期
【摘要】:為研究圓形巷道圍巖的穩(wěn)定性,考慮了巷道圍巖的損傷、剪脹特性以及中間主應力效應,建立了圓形巷道圍巖彈塑性損傷力學模型,推導出圓形巷道圍巖的彈塑性應力場和位移場解析解。研究結果表明:考慮損傷時圍巖塑性區(qū)范圍更大,所需支護阻力增長明顯,塑性區(qū)位移明顯增加;剪脹對位移場影響較大,對應力場影響較小,剪脹系數(shù)越大,需要提供的支護阻力就越大;隨著中間主應力系數(shù)的增大,所需支護阻力降低,塑性區(qū)位移減小,最大位移減小幅度高達79.74%,不考慮中間主應力的強度準則偏于保守;考慮損傷、剪脹和中間主應力的新的位移解更加合理,研究成果為圓形巷道的設計支護提供了一定的理論基礎和參考價值。
[Abstract]:In order to study the stability of surrounding rock of circular roadway, considering the damage of surrounding rock of roadway, the characteristics of shear expansion and the effect of intermediate principal stress, a mechanical model of elastoplastic damage of surrounding rock of circular roadway is established. The analytical solutions of elastic-plastic stress field and displacement field of surrounding rock of circular roadway are derived. The results show that when damage is considered, the range of plastic zone of surrounding rock is larger, the resistance of supporting is obviously increased, the displacement of plastic zone is obviously increased, the influence of shear expansion on displacement field is greater, the influence of corresponding force field is small, and the coefficient of shear expansion is larger. With the increase of the intermediate principal stress coefficient, the required support resistance decreases, the plastic zone displacement decreases, the maximum displacement decreases as high as 79.74, the strength criterion of the intermediate principal stress is conservative, and the damage is considered. The new displacement solution of shear-expansion and intermediate principal stress is more reasonable. The research results provide a certain theoretical basis and reference value for the design of circular roadway support.
【作者單位】: 安徽理工大學能源與安全學院;煤礦安全高效開采省部共建教育部重點實驗室;
【基金】:國家自然科學基金委員會與神華集團有限公司聯(lián)合項目(51174255) 國家自然科學基金項目(51274008) 中國博士后科學基金項目(2012T50567)
【分類號】:TD322.4
【參考文獻】
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