不同侧压系数下矩形巷道逐步开挖的稳定性分析

为了研究不同侧压系数下巷道逐步开挖对围岩稳定性的影响,在相似模拟试验的基础上,采用FLAC^(3D)软件建模,通过对试验结果与数值模拟结果进行对比,确定数值模型的可行性,并基于数值模拟结果,对5组不同侧压系数下巷道逐步开挖的主应力差和塑性区的演化规律进行研究。结果表明:侧压系数一定时,随着巷道的开挖,顶板与底板主应力差呈先增加后减小并趋于稳定的变化趋势,帮部主应力差呈先缓慢增加、快速增加、缓慢增加至最高点并趋于稳定的变化趋势;随着侧压系数的增大,对巷道稳定性的影响程度依次为顶板、底板、两帮,围岩塑性区正在剪切破坏的分布范围呈缓慢增加、减小、增加的趋势,两帮围岩塑性区以正在剪切破坏为主。

不同轴压/侧压下逐步开挖马蹄形巷道围岩分区破裂化数值模拟

基于空间局部化视角研究分区破裂化的发生机制。采用三维非均质应变软化模型,在逐步开挖和不同轴压与侧压之比条件下研究了马蹄形(U形)巷道围岩不同剖面和测线上剪切应变增量的分布特征。结果表明:U形巷道围岩的分区破裂化呈圆环形;分区破裂化可出在现掌子面的前、后方;在掌子面前方,随着远离掌子面,分区破裂化有所减弱,直至消失;轴压与侧压之比越大,分区破裂化越明显;在垂直于巷道轴线的不同平面上,分区破裂化有所不同,这与不同剪切带的特征不同及发育不同有关;共轭剪切带的出现,会使分区破裂化变得复杂。启动于巷道表面的空间圆锥剪切面的充分发展产生了分区破裂化。