渗流作用下圆形巷道围岩弹塑性分析：影响因素与优化设计

渗流作用下圆形巷道围岩弹塑性分析是针对地下工程中的一个重要课题，由高召宁、孙珍平和孟祥瑞三位学者共同研究。他们的工作基于岩体力学理论，特别是统一强度理论，将岩体视为在微小区域内具有相同材料属性的连续介质，通过划分成多个塑性区域环来进行细致的分析。 研究的核心是利用岩石的应变软化力学模型，结合围岩的峰后强度和变形演变规律，探讨了渗流如何影响巷道的力学行为。他们着重分析了三种不同的区域：弹性区、塑性软化区和破裂区。弹性区是指岩体在渗流作用下仍然保持相对刚性的部分，塑性软化区则是随着渗流增加逐渐失去抵抗力的部分，而破裂区则是由于渗流压力过大导致的岩体破裂区域。 研究者特别关注了几个关键因素对渗流作用下巷道塑性区范围的影响，如支护反力、巷道半径以及开采深度。他们发现，这些因素在渗流作用下表现得尤为显著，支护反力的大小直接影响巷道稳定性，巷道半径则决定了渗流分布的范围，而开采深度的增加可能导致更大的渗透压力，从而扩大塑性区。 通过对渗流作用下与无渗流情况下巷道塑性区范围的对比分析，研究结果强调了考虑渗流效应的重要性。这种分析方法更贴近实际工程情况，有助于地下工程优化支护设计和提升安全性评估的准确性。因此，这项研究对于矿产开采、隧道工程等领域的设计与管理具有重要的理论指导意义。 本文的研究成果被发表在中国科技论文在线上，受到了多种基金项目的资助，包括高等学校博士学科点专项科研基金、国家自然科学基金、国家自然科学基金委员会与神华集团有限公司联合资助项目以及安徽省优秀青年科技基金。高召宁作为主要作者，其电子邮件地址为[zhngao@aust.edu.cn]，表明他来自安徽理工大学能源与安全学院。 整个研究以采矿工程、渗流、塑性区域环和应变软化等核心概念为基础，为深入理解并控制地下结构在复杂环境下的力学行为提供了深入的见解。