不同支护下围岩巷道蠕变数值模拟及研究

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本文对目前高地应力软岩巷道变形大、支护难的问题进行了系统分析,将围岩的变形看作是一个随时间变化的动态过程,克服常用岩石强度理论忽略应变时间效应的不足,针对软岩所具有的特性,重点分析了软岩及软岩围岩蠕变机理,将巷道围岩分成三个阶段考虑,分别叙述了围岩的蠕变机理,介绍了更符合岩石实际情况的D-P准则,考虑到相似性试验周期长,花费较高的缺点,采用数值模拟与现场工业性试验相结合的方法。模拟选用abaqus数值软件,将岩石塑形准则与岩石蠕变作为统一体,采用耦合的方法,对淮北许疃矿处于同一地质条件下的某巷道采用无支护,架棚支护,锚网喷等不同的支护方式进行数值模拟,分析了不同支护下围岩巷道的变形情况。经过数据对比,发现架棚支护无法控制软岩蠕变性,即不能控制围岩的变形;采用不同长度的锚杆对围岩变形的控制效果相差较远,从力学角度来说符合岩石的松动圈理论;对于采用锚网喷支护方式的围岩变形控制效果非常好。基于数值模拟的分析结果,对许疃矿I3巷道选取试验段,采取锚网喷支护,经现场验证,经过几个月的变形检测结果表明,数值模拟的结果是准确的。虽然单独考虑的是某一特定情况,但对于其他处于高地应力软岩的巷道的控制具有一定的实际参考价值。
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