覆土偏载对浅埋主平硐衬砌支护结构影响研究

作     者：朱磊 袁超峰 吴玉意 徐凯 刘文涛 古文哲 黄剑斌 ZHU Lei;YUAN Chaofeng;WU Yuyi;XU Kai;LIU Wentao;GU Wenzhe;HUANG Jianbin

作者机构：中煤能源研究院有限责任公司陕西西安710054 

出 版 物：《采矿与安全工程学报》 (Journal of Mining & Safety Engineering)

年 卷 期：2023年第40卷第2期

页      面：263-273页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0823[工学-交通运输工程] 

主　　题：覆土静载 浅埋主平硐 支护结构 承载模型 稳定性分析 

摘      要：为研究载荷对主平硐支护结构稳定性的影响规律,以某矿浅埋料石衬砌支护的主平硐为工程背景,综合采用理论分析、数值模拟和现场观测相结合的研究方法,分析支护结构稳定性影响因素,研究覆土静载作用下支护结构弯矩和轴力以及位移和最大主应力分布特征,并从料石衬砌结构中各砌块稳定性的角度分析支护结构的整体稳定性。研究结果表明:埋深和外部载荷扰动是影响支护结构稳定性的主要因素。覆土静载作用下支护结构弯矩和轴力呈非对称分布,其中弯矩最大值位于非填土侧,轴力最大值位于填土侧,且支护结构中部位置内表面将产生拉破坏,但该位置对应外表面的压应力远小于其抗压强度,使得内表面即使产生裂纹,也将因外表面砌块相互挤压而处于稳定状态,现场通过在裂隙表面涂抹素混凝土也验证了理论分析结果;并确定了随着埋深增大,支护结构受覆土静载的影响减小。数值模拟确定覆土静载使得支护结构最大位移和拉应力区域偏向填土侧,与理论分析结果吻合。同时以砌块结构竖直方向合力和砌块与砂浆间的相互作用力为指标,确定砌块结构处于稳定状态。该研究可为类似条件下料石衬砌支护结构的稳定性分析提供借鉴和参考。