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巷道蝶形破坏强度准则低敏感性研究及工程应用
引用本文:刘洪涛,韩子俊,刘勤裕,陈子晗,韩洲,张红凯,杨永松.巷道蝶形破坏强度准则低敏感性研究及工程应用[J].岩土力学,2024(1):117-130.
作者姓名:刘洪涛  韩子俊  刘勤裕  陈子晗  韩洲  张红凯  杨永松
作者单位:1. 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院;2. 巷道支护与灾害防治煤炭行业工程研究中心
基金项目:国家自然科学基金项目号(No.U22A20165,No.51774288,No.52004289);
摘    要:巷道围岩的塑性区形态对巷道的破坏形式及破坏程度有重要影响。为探究三向应力场下塑性区形态演化过程,基于弹性力学推导了轴向应力表达式,并依据蝶形塑性区边界方程求解思路,确定了三维强度准则下三向塑性区近似解的求解方法。通过等球应力p、等偏应力q以及不同Lode角θσ来确定围岩应力加载方案,对不同三维强度准则下的围岩塑性区形态演化规律进行深入研究,论证了蝶形破坏的准则低敏感性。基于蝶形破坏理论对羊场湾160206回风巷道的非对称变形破坏机制及控制技术进行深入分析。研究结果表明:(1)在相同p、q及不同θσ的应力加载条件下,5种强度准则下的塑性区形态均呈现圆形、类椭圆及蝶形的演化规律,且每种强度准则在相同θσ的情况下围岩的塑性区形态基本一致。(2)相同应力大小、不同应力方向的加载方案下,围岩的塑性区形态大不相同。圆巷围岩的塑性区形态很大程度上由水平侧压比决定,轴向侧压对围岩的塑性区尺寸影响较大,对塑性区形态影响较小。(3)羊场湾160206回风巷道在叠加采动影响下顶板呈现非对称大变形破坏,基于蝶形塑性区支护思路,应用非对称锚杆索+...

关 键 词:塑性区边界  蝶形塑性区  强度准则  采动影响  巷道围岩控制
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