基于收敛——约束法的剪胀——软化型隧道围岩——支护结构相互作用

目前的隧道围岩支护结构计算方法未能很好地同时考虑围岩剪胀及软化特性和中间主应力的共同影响。首先介绍了考虑岩石剪胀及软化效应的隧道围岩力学模型及考虑中间主应力的广义SMP强度准则。而后,根据收敛—约束法中隧道纵向变形曲线、围岩特征曲线、支护特征曲线的相互关系,建立了能够同时考虑隧道围岩剪胀及软化特性和中间主应力影响的隧道围岩—支护结构相互作用力学模型,并验证了其合理性。最后,采用敏感性分析分别探讨了地应力参数、支护结构参数和岩石参数对围岩最终位移、支护结构最终支护力及变形量的影响。结果表明:地应力的增加将导致围岩变形及塑性区增大,所需支护力增加。中间主应力系数对计算结果有较大影响,应予以考虑;支护结构弹性模量的增加可以提高支护力,并大幅度减少围岩和支护结构变形;岩石弹性模量及临界软化系数的增加可以降低围岩变形及支护结构受力。

考虑剪胀及软化特性的煤层瓦斯含量测定最小取样深度研究

为确定合理的煤层瓦斯含量测定取样深度,建立考虑剪胀及软化特性的巷道周围煤体弹塑性模型,得到了煤层瓦斯含量测定取样最小深度的表达式,并进行实际验证,分析了取样深度的主要影响因素。结果表明:控制最小取样深度的主要因素为初始地应力、支护应力、煤体强度和巷道尺寸;埋藏深度越大,取样深度应越长;煤质越软,取样深度应越长;取样深度随支护应力的减小而增大;在大断面巷道,应增加取样深度。