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深部破裂围岩-锚杆支护时效特性及巷道长时稳定性分析
1
作者
李娟娟
孟庆彬
+2 位作者
安刚健
戚振豪
宋子鸣
《中国矿业》
北大核心
2025年第9期244-256,共13页
深部巷道围岩在破裂时往往表现出明显的碎胀蠕变特征,锚网喷支护难以有效控制,导致围岩持续大变形或巷道大面积破坏,严重影响矿井的安全高效生产。深部巷道破裂围岩碎胀蠕变控制已是制约深地矿产资源安全开发的突出技术难题,为探究深部...
深部巷道围岩在破裂时往往表现出明显的碎胀蠕变特征,锚网喷支护难以有效控制,导致围岩持续大变形或巷道大面积破坏,严重影响矿井的安全高效生产。深部巷道破裂围岩碎胀蠕变控制已是制约深地矿产资源安全开发的突出技术难题,为探究深部破裂围岩锚固体的蠕变机理与锚杆的长效作用机制,基于经典的Burgers蠕变模型,通过破裂度变量引入非线性黏壶元件,表征深部破裂围岩的非线性蠕变阶段,将弹性元件表征的锚杆与其并联,构建了深部破裂围岩锚固体的非线性蠕变本构模型,选取立方体试样在最后一级应力作用下的应变-时间曲线对深部破裂围岩立方体试样蠕变本构模型进行参数辨识;采用FLAC3D开展了深部破裂围岩巷道长时稳定性模拟分析,得到了深部破裂围岩变形-支护时效特性曲线,分析了不同锚杆长度和锚杆排距情况下巷道围岩与锚杆的时效相互作用,有效证明了深部巷道围岩变形具有明显的时效性,且锚杆、锚索等支护手段可以有效限制围岩的蠕变变形,同时揭示了埋深(应力水平)和侧压力系数(应力状态)对深部破裂围岩巷道变形和锚杆长时受力的影响规律,确定了锚杆在深部巷道的适用工况,表明锚杆支护具有自身的适应性。研究成果可为解决深部破裂围岩巷道长期稳控难题提供理论依据,对深地资源安全开发具有重要的理论指导与工程应用价值。
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关键词
深部破裂围岩
蠕变本构模型
锚杆支护特征
长时稳定性
数值模拟分析
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职称材料
题名
深部破裂围岩-锚杆支护时效特性及巷道长时稳定性分析
1
作者
李娟娟
孟庆彬
安刚健
戚振豪
宋子鸣
机构
中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室
中国矿业大学力学与土木工程学院
出处
《中国矿业》
北大核心
2025年第9期244-256,共13页
基金
国家重点研发计划项目资助(编号:2022YFC3003304,2021YFC2902103)
国家自然科学基金项目资助(编号:U2444220)。
文摘
深部巷道围岩在破裂时往往表现出明显的碎胀蠕变特征,锚网喷支护难以有效控制,导致围岩持续大变形或巷道大面积破坏,严重影响矿井的安全高效生产。深部巷道破裂围岩碎胀蠕变控制已是制约深地矿产资源安全开发的突出技术难题,为探究深部破裂围岩锚固体的蠕变机理与锚杆的长效作用机制,基于经典的Burgers蠕变模型,通过破裂度变量引入非线性黏壶元件,表征深部破裂围岩的非线性蠕变阶段,将弹性元件表征的锚杆与其并联,构建了深部破裂围岩锚固体的非线性蠕变本构模型,选取立方体试样在最后一级应力作用下的应变-时间曲线对深部破裂围岩立方体试样蠕变本构模型进行参数辨识;采用FLAC3D开展了深部破裂围岩巷道长时稳定性模拟分析,得到了深部破裂围岩变形-支护时效特性曲线,分析了不同锚杆长度和锚杆排距情况下巷道围岩与锚杆的时效相互作用,有效证明了深部巷道围岩变形具有明显的时效性,且锚杆、锚索等支护手段可以有效限制围岩的蠕变变形,同时揭示了埋深(应力水平)和侧压力系数(应力状态)对深部破裂围岩巷道变形和锚杆长时受力的影响规律,确定了锚杆在深部巷道的适用工况,表明锚杆支护具有自身的适应性。研究成果可为解决深部破裂围岩巷道长期稳控难题提供理论依据,对深地资源安全开发具有重要的理论指导与工程应用价值。
关键词
深部破裂围岩
蠕变本构模型
锚杆支护特征
长时稳定性
数值模拟分析
Keywords
deep fractured surrounding rock
creep constitutive model
bolt support performance
long-term stability
numerical simulation analysis
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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作者
出处
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1
深部破裂围岩-锚杆支护时效特性及巷道长时稳定性分析
李娟娟
孟庆彬
安刚健
戚振豪
宋子鸣
《中国矿业》
北大核心
2025
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