主应力对弱胶结软岩马头门围岩稳定性影响分析

"主应力对弱胶结软岩马头门围岩稳定性影响" 本文主要探讨了主应力对弱胶结软岩环境下马头门（即矿井中的硐室入口）围岩稳定性的影响。研究者通过岩石力学实验、理论分析以及数值模拟的方法，深入研究了主应力大小和方向如何改变马头门顶板、底板和两帮（两侧墙壁）的变形规律，并分析了最大主应力区域的分布特点。 首先，研究发现随着侧压力系数λ和最大主应力H的增大，马头门围岩的最大位移值和应力扰动区的深度呈线性增长。这意味着随着外部压力的增加，马头门周围的岩石将发生更大程度的移动和变形。此外，围岩的变形受到侧压力系数的影响程度呈现出两帮>底板>顶板的顺序，即两帮的变形最为明显，底板次之，顶板相对较轻。 其次，马头门布置的最危险走向并不是与最大水平主应力完全垂直。当夹角α在20°至60°之间时，马头门顶板的围岩应力集中系数达到最大，这表明在此角度范围内，顶板的应力集中效应最为严重，容易导致破裂或垮塌。相反，当夹角α等于0°时，马头门围岩相对最为稳定，变形量较小，围岩在这种情况下受到的角度变化影响程度为顶板>底板>两帮。 再者，马头门围岩的变形、应力分布和应力集中程度显著受到马头门断面形状的影响。断面形状与应力集中系数之间的关系是非线性的，这意味着不同的马头门设计可能带来截然不同的稳定性效果。因此，马头门的设计必须考虑到这些因素，以优化其结构，提高稳定性。 基于以上研究结果，作者建议对马头门的支护结构进行设计优化，以适应不同主应力条件下的工作环境，确保矿山作业的安全性。优化设计应考虑主应力的方向和大小，合理调整马头门的走向和断面形状，同时采用适当的支护材料和技术，减少围岩的变形和应力集中，从而提升整体稳定性。 关键词: 主应力；马头门；围岩变形；弱胶结 这项研究对于理解弱胶结软岩条件下的马头门稳定性问题具有重要意义，为矿山工程提供了理论依据和实践指导，有助于预防和减少因围岩不稳定造成的安全事故。