深部动载作用下超大断面硐室群锚固围岩破坏失稳机制研究
Failure and instability mechanism of anchored surrounding rock for deep chamber group with super-large section under dynamic disturbances作者机构：山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 库兹巴斯国立技术大学矿业与机电学院俄罗斯克麦罗沃650000
出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)
年 卷 期：2021年第42卷第12期
页 面：3407-3418页
核心收录：
学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程]
基 金：国家重点研发计划(No.2018YFC0604703)
摘 要：深部近距离超大断面硐室相互影响导致围岩应力集中且破裂范围大,特别是在动载扰动下易发生破坏失稳现象。首先以龙固煤矿井下煤矸分离系统超大断面硐室群为研究背景,通过数值模拟软件FLAC3D建立计算模型,利用内置动力模块研究了不同硐室间距和动载强度条件下深部超大断面硐室群围岩变形破坏规律。模拟结果表明:随着硐室间距减小,围岩变形程度逐渐增大并最终发生整体破坏,动载扰动下硐室群临界间距范围较静载时增大了约33.3%~50%;随着动载强度增加,锚固围岩响应逐渐增强,发生破坏失稳的临界动载强度约为4.0~4.5 MPa。基于弹塑性力学和弹性波理论,构建了动静组合载荷下锚固围岩力学模型,获得了深部动载下硐室群锚固围岩破坏失稳判据,并将锚固围岩划分为3个状态:整体稳定、静态破坏和动态失稳,在此基础上获得了硐室群破坏失稳临界间距的解析表达式。现场算例计算及现场监测验证了理论分析的合理性及可行性。该研究可为深部动载影响超大断面硐室群布置设计及围岩稳定性控制提供理论依据。
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