巷道位移影响度：正交试验揭示弹性模量与泊松比的关键作用

该篇论文《基于正交试验的巷道位移影响度研究》发表于2011年12月的《地下空间与工程学报》增刊第二卷，作者是尤冰和李广杰，来自吉林大学建设工程学院。研究背景是由于巷道围岩变形受多种参数的影响，这些参数具有可变性、随机性和不确定性，且它们对位移的影响程度各异。因此，研究的目标是通过科学的方法量化各个参数对巷道位移的具体影响程度，以便为工程支护设计提供可靠的理论支持。 论文首先分析了影响巷道顶板变形的关键参数，包括但不限于弹性模量、泊松比等岩体力学参数。为了获取这些参数的实际数值，作者选取了长春市某一煤矿150米深度的巷道围岩进行了室内试验。正交试验被设计用于安排不同参数水平的组合，这是一种常用的多因素实验设计方法，可以系统地探索各因素之间的交互效应。 接着，作者利用有限元方法建立了巷道的几何模型，这是数值模拟的重要工具，能够模拟巷道在不同力学条件下的行为。通过这种方法，可以将室内试验的复杂物理现象简化为数学模型，从而方便进行数值计算和分析。 论文的核心部分采用极差分析法和方差分析法对模拟实验结果进行深入剖析。极差分析法主要关注的是数据的最大值和最小值之间的差异，而方差分析则用来评估各因素或因素组合对结果变异性的贡献。这两种统计方法的结合有助于识别出对巷道位移影响显著的参数，并量化其影响度。 研究结果显示，弹性模量和泊松比对巷道顶板中点竖向位移有显著影响，这说明在巷道设计和支护策略中，这两个参数的重要性不容忽视。这一发现对于优化巷道结构设计，提高施工安全性以及减少地质灾害风险具有实际应用价值。 这篇论文通过正交试验和数值模拟，为理解和控制巷道位移提供了科学的量化方法，对于提升我国煤矿巷道工程的稳定性与安全性具有重要的理论支撑。