圆形洞室应力状态及塑性区分析

为了研究圆形洞室开挖后洞壁围岩和工作面前方围岩的应力状态和塑性区范围,采用数值模拟和理论计算相结合的方法,对不同埋深下的圆形洞室进行了FLAC3D模拟,揭示了开挖后的力学特性。结果表明:对于洞壁围岩而言,随着初始应力的增加,最大的切应力不是线性增加的,其增加的幅度在逐渐减小;而最大切应力与初始应力的比值维持在稳定的范围内。塑性区范围随埋深的增加在逐渐地扩大,但增加的幅度也在减小。对工作面前方围岩而言,切向应力和径向应力逐渐靠近初始应力的速度明显快于洞壁围岩,但其切向应力明显小于洞壁围岩的切向应力;随着埋深的增加,工作面前方最大切应力与初始应力的比值处于缓慢增加的过程;随着埋深的增加,工作面前方围岩的塑性区范围比洞壁围岩的大,进一步验证了工作面处存在应力集中现象。

充填开采采场应力变化的数值模拟分析

充填开采对解放"三下"压煤具有重大意义,研究充填开采采场应力的变化特征对于"三下"开采具有重要意义,充填体的特性能直接影响开采采场的应力分布特征,文中以彩屯矿工业广场保护煤柱充填开采为原型,设计了三种不同强度充填体的充填开采。通过Flac3D数值模拟,得出了当采用不同强度充填体充填开采时充填体自身和围岩的应力分布特征,通过得出的应力分布特征建立了充填体压缩率与采场应力变异系数之间的函数关系。结合现场矿压监测数据,验证了该函数关系式的实用性,为充填开采中围岩变形破坏的控制和充填体强度的确定提供了科学依据。