主办单位:煤炭科学研究总院出版传媒集团、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于锚固力学效应巷道围岩稳定性分析
  • 作者

    陈登国高召宁赵光明李顺顺赵呈星

  • 单位

    安徽理工大学 深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽理工大学 煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室

  • 摘要

    为了分析巷道在锚杆支护时锚杆和围岩耦合作用下形成的锚固承载层对巷道围岩稳定性的影响,根据围岩应力分布曲线特点,将巷道围岩划分为塑性区和弹性区进行研究。结合Mohr-Coulomb准则,分析锚杆在施加预紧力时引起容重的变化,可求解得到锚固承载层范围内切向应力的解析表达式,由静力平衡方程推导计算出锚固承载层外边界所能提供的等效支护力以及在等效支护力作用下巷道围岩塑性区的应力、半径和巷道位移计算解析表达式。通过上述所求的计算解析表达式结合全长锚固锚杆的预紧力、长度、间排距来分析3者对巷道围岩的力学效应影响。研究结果表明:等效支护力对巷道围岩的稳定性有一定的影响,在等效支护力的作用下,对巷道围岩应力分析可知,围岩应力峰值发生变化,且位置向巷道壁转移;全长锚固锚杆预紧力越大,锚杆长度越长,间排距越密,锚固承载层范围内的等效支护力越大,对巷道围岩的稳定性越有利;锚固承载层厚度与等效支护力的大小成正比,随着等效支护力的增大,巷道围岩的塑性区范围和巷道表面位移都会明显下降,等效支护力对围岩的稳定性有着很好的抑制作用。通过FLAC3D数值模拟对理论分析结果加以验证,根据模拟锚固承载层作用下的塑性区半径和巷道表面位移分析可知,数值模拟与理论分析结果基本一致。


  • 关键词

    岩石力学锚固承载层等效支护力锚固参数塑性区半径

  • 作者简介

    陈登国(1994—),男,安徽亳州人,硕士研究生。E-mail:chendengguo2018@163.com。通讯作者:赵光明(1976—),男,安徽桐城人,教授。E-mail:13955471006@163.com

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