基于侧压力差异性的深部巷道多场耦合规律分析 |
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引用本文: | 谢良甫,刘晓东,刘学军.基于侧压力差异性的深部巷道多场耦合规律分析[J].安全与环境学报,2023(2):451-457. |
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作者姓名: | 谢良甫 刘晓东 刘学军 |
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作者单位: | 1. 新疆大学建筑工程学院;2. 新疆土木工程技术研究中心;3. 新疆建筑科学研究院(有限责任公司) |
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摘 要: | 为综合分析某深部巷道在侧压力差异性下围岩能量场、应力场及位移场之间的影响特征,为后续施工提供理论指导,考虑4种侧压力系数(κ为0.6、0.9、1.2和1.5),采用三维建模软件Rhino进行基本网格建模,再映射至颗粒流离散元软件PFC3D进行数值模拟分析。结果表明,1)κ的差异性使围岩应力场发生变化,应力场带动颗粒的运动状态改变,从而进一步影响系统能量场:当κ从0.6增至1.5时,动能增至原来的3.8倍,应变能增至原来的2.6倍;开挖完成后同水平κ下动能衰减至初始值的2%~23%,应变能则衰减至初始值的80%~90%。2)根据κ对围岩应力场影响程度的不同,将围岩分为浅、中、深3部分,其与开挖巷道的扰动区相对应,应力场变化呈现按照深部岩体、中部岩体、浅部岩体依次增大的现象;随着κ的增大,围岩应力场中主导应力改变,体现出拱腰应力变化幅度大于拱顶与拱底的现象,其最大绝对变化量为52%。3)位移场与应力场变化相对应,当κ的差异性导致应力场发生变化时,围岩主导应力状态将会不同,具体表现为随κ的增大,拱顶、拱底竖向最大位移减小及云图中水平扰动区范围增大。
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关 键 词: | 安全工程 侧压力差异性 PFC3D 能量场 应力场 多场耦合 演化规律 |
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