巷道支架围岩关系的颗粒流数值分析

为了分析巷道支架壁后充填的效果,建立了4种不同的数值计算模型进行比较.运用颗粒流PFC2D数值模拟软件,结合临涣矿西二运输大巷工程地质实际条件,深入分析了不同支架-围岩作用关系对支架变形特征、支架受力分布、支架自身承载性能及巷道围岩应变率的影响.计算结果表明,采用壁后充填的模型与其它存在不同壁后空间的模型相比,支架受到的弯矩和剪力对称、均匀,轴力、弯矩、剪力值较小,巷道水平和垂直方向上的切向应变率也明显变小.通过支架壁后充填,改善了支架受力状况和受力分布,实现了支架-充填体-围岩三者共同承载;支架壁后充填首先减小了浅部围岩应变率,抑制了围岩在更大范围内的变形,从而控制了巷道的强烈变形.

支架-围岩关系数值分析

为了分析巷道支架壁后注浆的效果,运用颗粒流PFC2D数值模拟软件,建立了四种不同的数值计算模型进行比较。结合米村28轨道大巷工程地质实际条件,分析了不同支架-围岩作用关系对支架变形特征、支架受力分布、支架自身承载性能及巷道围岩应变率的影响。计算结果表明,通过支架壁后注浆,改善了支架受力状况和受力分布,实现了支架-注浆体-围岩三者共同承载。支架壁后注浆首先减小了浅部围岩应变率,抑制了围岩在更大范围内的变形,从而控制了巷道的强烈变形。

地震作用下三维接触面单元弹塑性模拟方法

为了模拟非连续结构面、接触面等在地震荷载作用下的动力响应,在弹塑性框架内建立了一种新的三维接触面弹塑性模型,该模型能够综合考虑应变率和塑性损伤对接触面强度的影响。在弹性阶段,采用双曲线函数来描述接触面的非线性应变过程。在塑性阶段,考虑了应变率和损伤对接触面强度的影响,对带拉伸截止限的莫尔库伦准则进行了修正,并且基于塑性一致性条件,推导了塑性应变增量的求解过程。通过与试验数据对比,验证了模型的合理性。将该模型写入到有限元计算程序中,并应用于典型地下工程数值计算,结果表明:与等效连续模型相比,该模型计算的梁体主应力减小了约7.6%,长锚杆承担了更多的荷载;梁体变形量增加了1~2 mm,说明接触面的存在减小了围岩对岩锚梁的约束作用,降低了其在地震荷载作用下的稳定性。