深部高應(yīng)力軟巖巷道時(shí)效變形機(jī)理研究.pdf

1、在深部開采環(huán)境下，巷道圍巖體通常表現(xiàn)出顯著的高地壓、大變形、長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)流變等特性，給深部巷道的支護(hù)與維護(hù)問題帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。研究深部高應(yīng)力軟巖巷道圍巖時(shí)效變形機(jī)制，對(duì)于保障深部巷道圍巖長(zhǎng)期穩(wěn)定具有十分重要的意義。本文綜合運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法，深入研究了深部高應(yīng)力軟巖巷道圍巖的時(shí)效變形過程及失穩(wěn)機(jī)理，主要研究成果如下：
　?。?）基于經(jīng)典的流變力學(xué)與塑性力學(xué)理論，建立了一種由Burgers流變模型和線性應(yīng)變

2、軟化模型串聯(lián)的軟巖黏彈塑性應(yīng)變軟化蠕變力學(xué)模型，并推導(dǎo)了相應(yīng)的三維蠕變本構(gòu)方程。與傳統(tǒng)的軟巖蠕變模型相比，該模型能夠很好的表征軟巖第三階段的加速蠕變特性。
　?。?）在FLAC3D內(nèi)置Cvisc蠕變模型的基礎(chǔ)上，對(duì)建立的軟巖黏彈塑性應(yīng)變軟化蠕變模型進(jìn)行了二次開發(fā)。運(yùn)用自定義開發(fā)的軟巖黏彈塑性應(yīng)變軟化蠕變程序，建立了軟巖三軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn)數(shù)值計(jì)算模型，分析了軟巖峰后應(yīng)變軟化特征和蠕變變形規(guī)律，數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合，證明了建立

3、的軟巖黏彈塑性應(yīng)變軟化模型的有效性。
　?。?）基于自定義開發(fā)的軟巖黏彈塑性應(yīng)變軟化蠕變分析程序，運(yùn)用FLAC3D建立了深部高應(yīng)力軟巖巷道三維數(shù)值計(jì)算模型，深入研究了不同地應(yīng)力環(huán)境下軟巖巷道圍巖變形、應(yīng)力、塑性區(qū)等隨著時(shí)間的演化規(guī)律，揭示了深部高應(yīng)力軟巖巷道圍巖的時(shí)效變形過程及失穩(wěn)機(jī)理。
　　（4）以某礦-1000m水平大巷的具體工程地質(zhì)條件為背景，運(yùn)用自定義開發(fā)的黏彈塑性應(yīng)變軟化蠕變分析程序，研究了該巷道在原支護(hù)方案下錨桿