工程扰动与地质条件下的巷帮极限平衡区分析：参数影响与实证验证

本文主要探讨了在工程扰动和地质条件影响下的巷帮极限平衡区分析。作者基于Hoek-Brown和Mohr-Coulomb（M-C）强度准则，这两个是广泛用于岩石力学中评估岩石稳定性的经典理论模型。研究者刘德峰等人针对煤岩体这一特定地质环境，构建了一套非线性岩体强度参数表达式，这些参数包括内摩擦角和黏聚力，这两个参数对于理解岩体的稳定性至关重要。内摩擦角代表岩体颗粒间的粘聚力，而黏聚力则衡量了岩石内部结构的紧密程度。 文章深入分析了工程扰动程度D（可能源于采矿活动、地下水压力等因素）以及岩体地质强度指标GSI（通常涉及岩石的硬度、结构和裂隙发育情况）对内摩擦角和黏聚力的影响。研究发现，当D值减小（即扰动程度降低）和GSI增大（即地质强度增强）时，内摩擦角和黏聚力会相应增大，表明岩体的完整性越好，非线性岩体强度参数数值也越高。这是因为在扰动较小且地质强度较高的情况下，岩体的抵抗破坏的能力更强。 进一步地，研究者通过建立基于非线性M-C准则的巷帮滑移面正应力和极限平衡区宽度方程式，探究了D和GSI如何影响巷帮的稳定性。结果显示，随着D的增加，巷帮滑移面的正应力会下降，而GSI的增大会导致正应力上升。同时，极限平衡区宽度的变化趋势与正应力相反，即D增大时宽度增加，GSI增大时宽度减小。这意味着，在优化设计和施工过程中，需要充分考虑这些因素以确保巷帮的长期稳定性。 最后，作者通过实际工程案例进行验证，这些案例展示了研究成果的有效性和实用性，证明了考虑工程扰动和地质条件在巷帮极限平衡区分析中的重要性。这一研究不仅有助于提升煤炭开采过程中的安全性和效率，也为其他岩体稳定性评估提供了科学依据。