基于有限元的深部巷道圍巖穩(wěn)定性分析.pdf

1、由于深部巖體的脆-延轉(zhuǎn)換特性，巷道圍巖極易產(chǎn)生大變形，甚至失穩(wěn)坍塌。探索合理的深部巷道形狀和有效支護(hù)方式具有重要的工程意義。本文利用有限元技術(shù)主要從以下三個(gè)方面對(duì)深部巷道圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行了數(shù)值研究。
　　首先，為尋求深部巷道合理的斷面形狀，對(duì)深部不同形狀巷道圍巖的位移場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過對(duì)不同底角半徑和不同矢高比巷道圍巖位移場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)，在底角處，適當(dāng)增大底角過渡半徑可以顯著減小應(yīng)力集中程度；在拱頂處，三

2、心拱巷道的矢高比在1.5～4范圍時(shí)拱頂變形較小。
　　其次，為探討錨桿支護(hù)對(duì)深部圍巖穩(wěn)定性的影響，通過大量有限元模型分析了錨桿預(yù)應(yīng)力和錨桿數(shù)目對(duì)深部圍巖位移場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的影響。數(shù)值模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，拱頂和底角處的預(yù)應(yīng)力錨桿對(duì)深部圍巖的位移和應(yīng)力場(chǎng)具有明顯的影響。在一定范圍內(nèi)，巷道的變形和應(yīng)力集中程度會(huì)隨著錨桿預(yù)應(yīng)力的提高和錨桿數(shù)目的增加而減小。
　　第三，為探討開挖過程和襯砌支護(hù)對(duì)深部巷道穩(wěn)定性的影響，分別建立了各向同性和各向異性