渗流作用下的非均匀应力场巷道围岩稳定性深度解析

本文主要探讨了渗流作用下非均匀应力场巷道围岩的稳定性问题，作者孙珍平、高召宁和孟祥瑞基于安徽理工大学能源与安全学院的研究背景，针对巷道围岩被视作多孔介质这一特性，着重考虑了地下水渗流的影响。他们运用弹塑性理论，对圆形巷道内的非均匀应力场进行了深入分析，通过解析方法得到了在这种特殊条件下的巷道弹塑性行为。 作者推导出了解析解，这有助于理解非均匀应力场如何影响巷道围岩的力学响应。他们依据Mohr-Coulumb强度准则，进一步探讨了渗流作用如何塑造巷道围岩的塑性区边界，即在何种条件下，围岩会达到其承载极限并可能出现塑性变形。这一关键结果对于评估巷道的稳定性至关重要，因为它揭示了在渗流作用下，应力分布的变化可能导致围岩破裂或失稳的风险。 文章通过具体的数值实例，详细比较了当λ参数取值为0.5时，渗流对径向应力和切向应力在巷道两帮（侧壁）和顶底板的不同区域的分布效应。研究发现，渗流的存在显著地改变了应力分布，使得巷道稳定性分析变得更加复杂且敏感。 该研究的重要意义在于，它提供了在实际工程中设计和施工圆形巷道时，如何考虑渗流对围岩稳定性影响的科学依据，这对于地下矿产开采、隧道建设等领域的工程师来说，是一项宝贵的参考资源。中图分类号 TD322 表明了本文属于采矿工程领域，而文献标志码 A 表示文章质量达到了学术期刊的标准。 这篇文章深入研究了渗流对非均匀应力场巷道围岩稳定性的影响，为工程实践中的围岩稳定性和安全性提供了重要的理论支持，对于保障地下结构的长期安全运行具有重要意义。