霍克-布朗准则下巷道围岩塑性区分布研究

本文主要探讨了基于霍克—布朗准则的巷道围岩塑性区估计方法，这是一个在岩土工程领域中的重要研究课题，特别是在矿井巷道设计和施工安全中具有显著的实际意义。霍克—布朗准则是一种广泛应用的岩石强度理论，它考虑了岩石的弹性和塑性行为，为评估巷道开挖对周围岩体稳定性的影响提供了理论基础。 首先，研究者针对巷道围岩的应力分布特性进行了深入分析，这是确定塑性区的关键因素。巷道开挖时，由于支撑力的变化，围岩内部的应力状态会发生改变，这可能导致某些区域达到其强度极限，从而进入塑性状态。通过计算围岩应力，可以识别这些潜在的塑性区。 接着，作者利用霍克—布朗强度准则是为了建立一个定量模型来确定巷道围岩的弹塑性分界面。该准则考虑了岩石的压缩模量（m值）和剪切模量（s值），这两个参数反映了岩石材料的力学性质。通过理论计算，研究人员得以预测在不同侧压力（由开采活动引起）、不同地应力（自然地层压力）下，巷道周围可能出现的塑性区范围。 文章进一步通过数值模拟技术，对理论计算结果进行了验证和对比，这有助于发现塑性区随时间和开采深度变化的规律。数值模拟通常能够提供更细致、可视化的结果，帮助工程师更好地理解和预测巷道开挖过程中的岩体响应。 通过对不同m值和s值的分析，研究者揭示了不同岩石类型对塑性区分布的影响，这对于优化巷道设计，如选择合适的支护方式、预留适当的变形余地等方面具有指导意义。同时，了解巷道塑性区的演化规律对于预防巷道坍塌、保证矿井安全运营至关重要。 总结来说，这篇论文通过对巷道围岩应力分布的深入分析和霍克—布朗准则的应用，为理解并控制巷道开挖过程中的塑性区发展提供了一种实用工具。其研究成果不仅有助于提高矿山工程的安全性，也对岩土工程领域的科研人员和实践者提供了有价值的参考依据。