巷道围岩稳定性研究：D-P准则与Mohr-Coulomb准则对比分析

"基于D-P准则的巷道围岩稳定性分析" 本文主要探讨了巷道围岩稳定性的分析方法，特别是通过应用D-P准则与Mohr-Coulomb准则进行比较。D-P准则，全称为Drucker-Prager准则，是一种描述材料在弹塑性阶段行为的屈服条件，尤其适用于岩石和土壤这类材料。它考虑了剪切和压缩两种应力状态下的材料屈服，比传统的Mohr-Coulomb准则更全面地描述了材料的非线性响应。 作者利用有限元数值模拟软件COMSOL Multiphysics，对巷道围岩的应力和位移分布进行了深入研究。COMSOL Multiphysics是一款强大的多物理场仿真平台，能够处理复杂的几何形状和非线性问题，非常适合用于这种地质力学分析。通过模拟，研究人员得以观察到巷道围岩在不同加载条件下的应变和变形情况。 研究发现，当使用Mohr-Coulomb准则时，可能会低估巷道围岩的塑性区范围。这是因为Mohr-Coulomb准则主要关注剪切强度，而忽略了材料在压缩状态下的塑性行为。相比之下，D-P准则能更准确地反映出巷道围岩在受压时可能出现的塑性区域。 分析还揭示了巷道围岩的破坏模式。首先，巷道两侧出现拉伸破坏，这是由于巷道开挖引起的应力重分布导致的。随着压力的增加，接着发生剪切破坏，这是由于岩石承受的剪切应力超过了其剪切强度。最终，这些破坏模式会共同作用，形成X状的共轭剪切破坏，这通常是巷道稳定性丧失的显著标志。 文章强调了采用适当的本构模型对于准确预测巷道稳定性的重要性，并指出在实际工程应用中，应当根据地质条件和材料特性选择合适的屈服准则。此外，该研究也为地下工程的设计和施工提供了理论支持，有助于预防和控制巷道的不稳定现象，从而提高矿井的安全性。 关键词：巷道；围岩稳定性；D-P准则；Mohr-Coulomb准则；数值模拟 中图分类号：TD322+．4 文献标志码：A 文章编号：1003－496X(2014)06－0196－04 StabilityAnalysisofRoadwaySurroundingRockBasedonD－Pcriterion HANYing1，3，ZHANGFeiyan2，3，YANGZhilong4 (1．SchoolofSafetyScienceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China； 2．SchoolofEnergyScienceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China； 3．HenanKeyLaboratoryofGasGeologyandGasControl(ProvinceofStateKeyLaboratoryCultivationBaseConstruction)，Jiaozuo454000，China； 4．YaozhouDistrictCoalManagementBureauof