Morris法下深部巷道围岩变形关键参数全球敏感性分析

本文主要探讨了在深部巷道工程中，如何运用Morris全局敏感性分析法来评估巷道围岩变形的全局响应特性。作者刘波、肖红飞和杨亚刚利用3DEC离散元数值模拟软件构建了一个热力耦合模型，该模型考虑了巷道围岩的热传导率、围岩比热容、巷道壁面热交换系数、洞内空气温度、围岩温度以及线热膨胀系数等多个关键参数。 Morris方法是一种全局敏感性分析工具，它通过单变量改变策略，逐个分析每个参数对系统输出的“基本影响”。在这个案例中，作者通过一系列的模拟计算，确定了这些参数对巷道围岩变形输出值的影响力，并通过统计参数如均值μ和方差σ来量化这种影响。结果显示，线热膨胀系数、围岩温度和洞内空气温度对巷道变形的影响最为显著，显示出它们是决定巷道稳定性的重要因素。 相比之下，围岩热传导率、围岩比热容和巷道壁面热交换系数的影响较小，说明它们可能在特定条件下对变形的影响不如前三种参数明显。此外，作者还发现，尽管某些参数之间的相互作用较大，但单个参数的影响程度并不总是与其相互作用强度成正比。这意味着，在进行巷道设计和维护时，不仅要关注单个参数的数值，还要考虑到参数间的复杂交互效应。 研究还特别指出，对于巷道顶部、底部和两侧的不同位置，热力学参数的敏感性存在差异，这提示在实际应用中，不同部位可能需要采取不同的监控和应对策略。 总结来说，这篇研究为深部巷道工程中的热力环境对围岩变形影响的全面理解提供了有力的定量分析工具，对优化巷道设计、防止或减缓围岩变形以及保障矿井安全具有重要意义。同时，它展示了Morris法在岩土工程领域全局敏感性分析中的实用价值。