非规则巷道开挖对围岩应力与破坏特征的影响

"非规则巷道开挖边界对围岩受力及破坏特征的影响分析" 本文主要探讨了在煤矿深部巷道开挖过程中，非规则巷道边界对周围岩石应力分布和破坏特性的影响。研究以唐口煤矿的一个圆形巷道为实例，通过对比实际巷道形状（非规则）和理想化的光滑圆形两种边界条件，利用ANSYS有限元软件进行数值模拟计算。 首先，当巷道边界为光滑圆形时，模拟结果显示围岩的塑性区范围与基于Drucker-Prager破坏准则的理论解析解相近。这意味着在这种理想情况下，围岩的应力分布和变形相对均匀，遵循经典的理论预测。 然而，当巷道边界为实际的非规则形状时，研究发现两帮围岩出现局部破坏，塑性区的范围显著增大。具体来说，塑性区范围达到1.33倍的巷道半径（R0），在45°方向上更是扩大到2.08倍的巷道半径。这一结果明显超过了简化断面模拟计算和理论解析得到的值，揭示了非规则边界对围岩稳定性的重要影响。 非规则边界导致的应力集中效应是关键因素。它使得开挖边界附近的岩石承受更大的应力，从而加速了塑性区的发展，增加了围岩破坏的风险。因此，在评价和预测巷道稳定性时，必须充分考虑几何形状的不规则性，这对于制定合理的支护方案和防止巷道失稳至关重要。 此外，这项研究对于理解和改善矿井巷道的工程实践具有深远意义。通过对非规则巷道开挖的深入理解，可以优化设计，减少因边界不规则带来的负面影响，提高矿井的安全性和经济效益。 关键词：非规则开挖边界；应力集中；理论解析；数值计算；围岩破坏特征 中图分类号：TD322 文献标志码：A 文章编号：1003－496X(2016)07－0219－04 此篇论文详细分析了非规则巷道开挖边界对围岩应力和破坏特性的影响，强调了考虑几何非规则性的必要性，为煤矿工程提供了重要的理论依据和实践指导。