【摘 要】
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为研究深埋隧洞围岩的稳定性,综合应用理论分析、数值模拟和现场实测的方法对隧洞围岩和衬砌变形规律进行分析.通过围岩与衬砌的位移协调条件,应用弹塑性理论分析得到了隧洞围岩位移表达式,建立了衬砌支护反力与洞壁周边位移关系式,得到围岩和衬砌支护特征曲线.采用颗粒流PFC2D数值模拟分析表明:围岩的裂纹扩展可分为裂纹萌生、裂纹迅速扩展、裂纹缓慢增加、裂纹稳定四个阶段,而且洞壁周边的位移体现出先增大后趋于平缓
【机 构】
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安徽理工大学,深部煤矿采动响应与灾害防控安徽省重点实验室,安徽淮南232001;煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南232001
【出 处】
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第14届全国岩石动力学学术会议暨工程安全与防护专题研讨会
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为研究深埋隧洞围岩的稳定性,综合应用理论分析、数值模拟和现场实测的方法对隧洞围岩和衬砌变形规律进行分析.通过围岩与衬砌的位移协调条件,应用弹塑性理论分析得到了隧洞围岩位移表达式,建立了衬砌支护反力与洞壁周边位移关系式,得到围岩和衬砌支护特征曲线.采用颗粒流PFC2D数值模拟分析表明:围岩的裂纹扩展可分为裂纹萌生、裂纹迅速扩展、裂纹缓慢增加、裂纹稳定四个阶段,而且洞壁周边的位移体现出先增大后趋于平缓的变化趋势,在无衬砌支护情况下裂纹总数和位移移近量明显大于有支护情况下;并且分析得出了衬砌的剪力、弯矩和轴力分布情况,在衬砌的半圆拱部分剪力、弯矩和轴力分布均匀,但是在左右底角处剪力和弯矩最大,此处容易发生剪切破坏.同时研究表明数值模拟的围岩变形量与理论分析结果能很好地吻合,也说明该数值模型的正确性.最后通过现场实测对衬砌支护后的洞壁周边位移进行了跟踪观测,观测结果表明围岩变形稳定,支护效果良好.
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