渗流影响下锚巷道弹塑性分析及支护参数研究

"基于渗流作用被锚巷道弹塑性分析" 本文主要探讨了在渗流影响下，全长黏结锚杆对巷道围岩支护的弹塑性效应。研究过程中，首先假设巷道围岩为均匀且连续的多孔介质，以此为基础，将锚杆的支护力和渗流作用力转化为圆形巷道轴对称径向体积力，这些力共同作用于应力场。考虑到锚杆能强化围岩参数，研究人员建立了相应的力学模型，并运用弹塑性分析方法，推导出了围岩应力与位移的弹性解析解以及基于Mohr-Coulomb屈服准则的塑性解析解。 通过对巷道围岩塑性区半径和洞壁位移的计算，可以深入理解渗流对锚杆支护巷道稳定性的影响。研究结果显示，理论计算得到的结果与FLAC3D数值模拟结果吻合，这证明了所构建理论的合理性。进一步的算例分析揭示，渗流作用对塑性区的扩展和洞壁位移的影响更为显著。锚杆的长度和预紧力与塑性区大小及洞壁位移呈负相关，即锚杆越长、预紧力越大，塑性区越小，洞壁位移越小；相反，锚杆的排距与塑性区和洞壁位移呈正相关，排距越大，影响越明显。 锚杆支护参数对支护效果的敏感性是本文的一个重要发现。在相同条件下，渗流的存在使得锚杆需要提供更大的锚固力以保持巷道的稳定性。为了减少渗流引发的巷道失稳风险，可以采取增加锚杆长度、减小锚杆排距和增大锚杆预紧力的策略。这些结论为实际工程中的锚杆支护设计提供了理论依据和优化建议，对于保障矿井巷道的安全稳定具有重要意义。 该研究为理解和解决含有渗流的复杂地质条件下锚杆支护问题提供了新的理论工具和分析方法，对提高矿井巷道的支护效率和安全性具有实际指导价值。同时，这也表明了在进行地下工程设计时，必须充分考虑渗流因素，以确保支护方案的有效性和经济性。