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侧压系数对巷道变形及周边应力分布规律影响

采矿与安全工程学报 2011年第4期28卷 566-570页

作者：郭建卿杨子泉唐辉中国矿业大学资源与安全工程学院北京100083 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003 河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南焦作454003

为了确定侧压系数对巷道变形与周边应力分布规律的影响,使用岩体力学、FLAC3D有限差分数值模拟软件对13下圆形巷道顶板下沉量、底鼓量、左帮位移和右帮位移以及周边应力分布的影响进行了研究.结果表明,当13时巷道周边应力既有压应力又... 详细信息

为了确定侧压系数对巷道变形与周边应力分布规律的影响,使用岩体力学、FLAC3D有限差分数值模拟软件对13下圆形巷道顶板下沉量、底鼓量、左帮位移和右帮位移以及周边应力分布的影响进行了研究.结果表明,当13时巷道周边应力既有压应力又有拉应力,且2种情况下周边应力分布基本上都以巷道中心呈对称分布;随着λ的增大巷道的右帮位移、左帮位移、底鼓量都增大,两帮位移比较接近,顶板下沉量随着λ的增大而减小.通过工程实例得到较大侧压下仅考虑顶压作用的传统支护设计不能有效地控制巷道帮部变形及底鼓,可选用能抵抗侧压的支架与加强帮部支护方式来控制巷道变形.

关键词：侧压系数圆形巷道变形周边应力数值模拟

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不同侧压系数条件下圆形巷道岩爆过程模拟

岩土力学 2010年第6期31卷 1937-1942页

作者：王学滨潘一山辽宁工程技术大学力学与工程科学系辽宁阜新123000

利用FLAC模拟了水平及垂直方向围压不同(非静水压力)条件下的圆形巷道的岩爆过程。为了模拟巷道开挖,利用编写的FISH函数删除巷道内部的单元。岩石服从摩尔-库仑剪破坏与拉破坏复合的破坏准则,破坏之后呈现应变软化-理想塑性行为。模拟... 详细信息

利用FLAC模拟了水平及垂直方向围压不同(非静水压力)条件下的圆形巷道的岩爆过程。为了模拟巷道开挖,利用编写的FISH函数删除巷道内部的单元。岩石服从摩尔-库仑剪破坏与拉破坏复合的破坏准则,破坏之后呈现应变软化-理想塑性行为。模拟分为3步:首先,将两个方向压力施加在模型上,直到达到静力平衡状态;然后,利用FISH函数开挖巷道;最后,计算重新开始,直到达到静力平衡状态或者塑性流动状态。模拟结果表明,当水平与垂直方向压力差较小时(或侧压系数较小时),围岩中出现了"狗耳"形的V型坑,岩爆之后围岩能保持稳定。当侧压系数适中时,可以相继观察到V型坑和U型坑(或"平底锅"形坑),岩爆之后围岩仍然是稳定的;当侧压系数较大时,围岩中先产生V型坑,然后是U型坑,之后由于剪切带相互贯通,形成了"鱼鳞"形的破坏区域,它们位于巷道顶部之上和底部之下,这将造成围岩的失稳。然而,在巷道两侧未观察到破坏现象。

关键词：圆形巷道岩爆剪切带 V型坑 U型坑 “鱼鳞”形破坏区侧压系数

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不同侧压系数下锚固力变化规律试验研究

岩石力学与工程学报 2013年第S2期32卷 3141-3145页

作者：查文华王小坡石崇刘春生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安徽淮南232001 安徽理工大学能源与安全学院安徽淮南232001 河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210098 武汉长盛工程检测技术开发有限公司湖北武汉430312

通过室内拉拔试验,研究不同侧压系数下锚固失效形式及锚固力的变化规律。研究结果表明:不同侧压系数下锚固破坏以锚杆–锚固层界面脱黏为主,并部分伴有锚固层破碎、锚固层–钻孔壁脱黏;锚杆承受最大荷载随侧压系数的增大而增大,当侧压... 详细信息

通过室内拉拔试验,研究不同侧压系数下锚固失效形式及锚固力的变化规律。研究结果表明:不同侧压系数下锚固破坏以锚杆–锚固层界面脱黏为主,并部分伴有锚固层破碎、锚固层–钻孔壁脱黏;锚杆承受最大荷载随侧压系数的增大而增大,当侧压系数达到1.3时,锚杆所承受最大荷载达到最大值,之后随侧压系数的增大,锚杆所受最大荷载下降;黏结界面随锚固的破坏相继出现弹性变形区、塑性滑移变形区和脱黏变形区,径向荷载主要增加锚杆–锚固层界面塑性滑移变形区的摩擦力,从而增大锚杆拉拔最大荷载。

关键词：岩石力学黏结界面锚固失效锚杆支护侧压系数

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矸石充填材料侧压系数影响因素试验研究

采矿与安全工程学报 2020年第1期37卷 73-80页

作者：肖猛巨峰何泽全李开源王鹏中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 山东新巨龙能源有限责任公司山东菏泽274000

破碎矸石在压缩过程中的侧压系数是固体充填沿空留巷工作面巷旁支护体设计的关键参数。然而以往研究中大多使用经验参数,与现场实际情况差别较大。基于此,本文在破碎矸石压缩试验的基础上,采用颗粒流数值模拟软件,通过三维扫描重构矸石... 详细信息

破碎矸石在压缩过程中的侧压系数是固体充填沿空留巷工作面巷旁支护体设计的关键参数。然而以往研究中大多使用经验参数,与现场实际情况差别较大。基于此,本文在破碎矸石压缩试验的基础上,采用颗粒流数值模拟软件,通过三维扫描重构矸石颗粒并建立数值模型,确定破碎矸石颗粒流细观参数,并研究颗粒级配、加载速率对破碎矸石压实特性和侧压系数的影响规律。结果表明:破碎矸石压实过程可分为初始压密阶段、承载能力增长阶段和应力-应变线性阶段3个阶段;破碎矸石侧压系数随着压实的不同阶段不断增长,在应力-应变线性阶段趋于稳定,稳定值在0.35~0.40;加载速率增高,能够提高破碎矸石早期承载能力,同时降低早期侧压系数,但在应力-应变线性阶段加载速率对破碎矸石压实特性影响较小;矸石颗粒级配中粒径较高时,矸石轴向承载能力降低,同时侧压系数降低。研究成果可为充填开采无煤柱沿空留巷参数设计提供理论依据。

关键词：采选充+ 沿空留巷侧压系数颗粒流

不同侧压系数下各向异性巷道围岩破坏模式研究

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东北大学学报（自然科学版） 2012年第5期33卷 739-742页

作者：黄龙现杨天鸿郑超王培涛东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819 金策工业综合大学矿业工程系朝鲜平壤999093

针对各向异性初始应力状态（不同的侧压力系数下）的岩体巷道开挖问题,利用复合材料的Hoffman强度准则考察各向异性对巷道周围应力、位移和塑性破坏区的影响.结果表明：巷道围岩的最大主应力与侧压系数无关,当θ=30°~60°时为最大,θ=0... 详细信息

针对各向异性初始应力状态（不同的侧压力系数下）的岩体巷道开挖问题,利用复合材料的Hoffman强度准则考察各向异性对巷道周围应力、位移和塑性破坏区的影响.结果表明：巷道围岩的最大主应力与侧压系数无关,当θ=30°~60°时为最大,θ=0°,90°时为最小.随θ的增加,巷道围岩的水平位移增加,垂直位移减小.在各向异性岩体中强度较大的方向与最大应力方向一致时,破坏发生在此方向,塑性破坏区的范围为最大.

关键词：各向异性侧压系数巷道变形与破坏数值模拟

侧压系数及回填材料对双护盾TBM卡机控制的影响分析

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郑州大学学报（工学版） 2020年第2期41卷 91-96页

作者：温森贾书耀高星璞河南大学岩土与轨道交通工程研究所河南开封475004

为研究深部挤压地层侧压系数λ、回填材料弹性模量E、软填充长度Lr对双护盾TBM卡机控制的影响,采用3DEC建立了TBM与围岩相互作用模型。数值计算中采用了改进的Burgers(CVISC)黏弹塑性蠕变本构,模拟了TBM动态分步开挖,结果表明:(1)λ越大... 详细信息

为研究深部挤压地层侧压系数λ、回填材料弹性模量E、软填充长度Lr对双护盾TBM卡机控制的影响,采用3DEC建立了TBM与围岩相互作用模型。数值计算中采用了改进的Burgers(CVISC)黏弹塑性蠕变本构,模拟了TBM动态分步开挖,结果表明:(1)λ越大,对TBM卡机控制越不利:当λ≤1时,其影响程度较小;当1<λ≤1.2时,其影响程度逐渐增大;当λ≥1.2时,TBM的总阻力急剧上升,对卡机控制极为不利;(2)回填材料E越大,TBM的总接触压力和总阻力越小,对TBM卡机控制越有利;(3)Lr越大TBM总阻力越大,TBM的卡机概率也越大;TBM掘进中,为了降低卡机概率应尽量缩短软填充阶段的长度。

关键词：双护盾TBM 卡机控制侧压系数回填材料弹性模量软填充长度

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不同侧压系数对动载诱发巷道底板冲击的影响

采矿与安全工程学报 2013年第2期30卷 251-255页

作者：谢龙窦林名吕长国于贵良王毅中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室矿业工程学院江苏徐州221116 华亭煤业集团砚北煤矿甘肃平凉744100

为了探讨侧压系数对动载诱发特厚煤层巷道底板冲击的影响,使用岩体力学和FLAC2D有限差分数值模拟软件研究了不同侧压系数作用下应力波诱发特厚煤层巷道底板冲击的动态响应规律及显现过程。研究表明,动力扰动的作用是使处于极限应力下的... 详细信息

为了探讨侧压系数对动载诱发特厚煤层巷道底板冲击的影响,使用岩体力学和FLAC2D有限差分数值模拟软件研究了不同侧压系数作用下应力波诱发特厚煤层巷道底板冲击的动态响应规律及显现过程。研究表明,动力扰动的作用是使处于极限应力下的煤体应力增加并打破平衡状态从而诱发底板冲击;动载作用下,随着侧压系数的增加巷道底板的临界水平应力值和最大应力差呈线性增加,底板最大垂直位移在2.0期间呈非线性增加,在2.0后出现微降,说明底板失稳难易程度与底板冲击显现强度不完全呈正相关;底板冲击的显现过程是底板的水平应力瞬间达到临界水平应力,底板塑性破坏区域扩大,致使弹性能瞬间释放,最终导致底板垂直位移发生突然增大产生冲击。研究成果为探索底板冲击机理及防治提供借鉴。

关键词：底板冲击侧压系数动载扰动数值模拟

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关于岩石侧压系数的认识误区

西南石油大学学报（自然科学版） 2017年第3期39卷 135-140页

作者：李传亮朱苏阳西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500

针对石油工程中岩石侧压系数的预测问题,研究了介质的水平应力形成机理与侧压系数的计算方法,分析了水、土与岩石3种介质水平应力的区别与侧压系数的工程意义,并探讨了岩石的侧压系数预测方法。研究认为由于介质的结构与流动性不同,水... 详细信息

针对石油工程中岩石侧压系数的预测问题,研究了介质的水平应力形成机理与侧压系数的计算方法,分析了水、土与岩石3种介质水平应力的区别与侧压系数的工程意义,并探讨了岩石的侧压系数预测方法。研究认为由于介质的结构与流动性不同,水和土的水平应力都是自重产生的,这与岩石的水平应力产生机理完全不同,岩石的水平应力主要是构造作用产生的。由于构造作用的强弱差异大,岩石的水平应力变化范围较大,侧压系数在-∞~∞,因此岩石的侧压系数不能沿用土介质侧压系数的计算方法。同时,岩石的侧压系数是通过实测地应力得到的,其预测结果并没有实际意义。

关键词：岩石流体土压力应力垂向应力水平应力侧压系数

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侧压系数对加圆角矩形巷道稳定性的影响

煤矿安全 2014年第7期45卷 195-197页

作者：田骥宋宏伟中国矿业大学力学与建筑工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

为探究水平应力对新形式矩形巷道稳定性的影响,通过有限元软件ANSYS模拟出在不同侧压系数的作用下,加圆角的矩形巷道稳定性的变化规律。结果表明随侧压系数增加,巷道顶部塑性区范围减小,径向位移减少,两帮塑性区范围增加,径向位移增加。

关键词：矩形巷道圆角侧压系数塑性区