FLAC3D模拟下的复杂大断面硐室围岩稳定性控制策略

本文主要探讨了复杂结构大断面硐室围岩稳定控制的挑战及其解决方案。针对煤仓上部卸载硐室这一具体场景，作者运用FLAC3D数值计算方法对硐室的变形破坏特性进行了深入研究。研究发现，这类大型硐室存在显著的非均称破坏特征，塑性区深度达到了13.5米，显示出明显的应力分布不均。在破坏模式中，浅部围岩主要受到拉剪作用，承载能力急剧下降，而深部围岩则经历剪切破坏，尽管承载能力下降但幅度相对较小。尤其是拱部和窄岩柱区域，其破坏更为严重，成为围岩控制的关键区域。 针对这些特性，研究人员提出了"分阶段围岩控制、分区耦合支护、关键部位强力支护和封闭式支护"的综合策略。通过分阶段控制，可以逐步管理不同深度的围岩稳定性，确保支护措施的有效实施。分区耦合支护意味着根据围岩的力学特性，设计不同的支护结构和材料，使支护系统与围岩动态响应相适应。关键部位的强力支护加强了对易损区的保护，防止进一步的破坏。封闭式支护则提供了整体性的保护，减少外部应力对围岩的影响。 这项研究强调了支护与围岩力学特性的耦合至关重要，它不仅涉及到材料选择、结构设计，还要求施工过程中的精细操作和监测。通过这样的控制方法，作者成功地抑制了围岩变形破坏的发展，保障了硐室的安全性和稳定性，为复杂结构大断面硐室的建设和运营提供了重要的理论支持和技术指导。对于矿井工程、地下空间开发以及隧道建设等领域，这是一项极具实践意义的研究成果。