非静水压力下巷道围岩偏应力与破坏规律

"该论文详细探讨了非静水压力条件下巷道围岩的偏应力场分布特征和围岩破坏规律。研究通过理论分析，结合数值模拟和现场工程实例，揭示了不同主导应力场中巷道围岩的偏应力分布、应变能密度以及塑性区的形成规律，为巷道支护提供了科学依据。" 本文首先介绍了在三向应力非静水压力环境下的巷道，其围岩受到的偏应力场分布规律会因主导应力类型的不同而有所差异。在σx主导型应力场中，顶底板的偏应力高于两帮；σy主导型下，顶底板和两帮的偏应力相差不大；而σz主导型中，两帮的偏应力大于顶底板。主导应力值的变化会影响偏应力的数值，但不会改变其分布形态。 接着，研究发现应变能密度的分布与巷道的破坏模式紧密相关。在等p、等q条件下，σx和σy主导型中，顶底板的应变能密度大于两帮，而在σz主导型中，两帮的应变能密度更高。当p和q不等时，无论哪种主导型，随着偏应力比M的变化，顶底板和两帮的应变能密度都会相应增减。 进一步，研究指出，三向应力状态下的应变能密度分布可以揭示塑性区的形态。当M小于1时，巷道围岩的应变能密度呈现椭圆形，M大于1时则呈现出“8”字形或“X”形分布。这些发现对巷道支护策略有重要指导意义：在σx主导型应力场中，重点应关注顶底板的支护；σy主导型下，全断面支护更为重要；而对于σz主导型，要注意“X”形塑性区的出现。 论文还以回坡底1021巷为例，其围岩的偏应力场和应变能密度呈倾斜的“8”字形分布，现场验证了理论分析的准确性。据此，提出了非对称性支护技术，并在实践中取得了良好的效果。 关键词涵盖了非静水压力、偏应力场、应变能密度、塑性区分布以及巷道支护，这些都是论文深入探讨的关键概念，对矿井巷道的安全管理和工程实践具有重要的参考价值。