渗流影响下圆形巷道围岩弹塑性分析

"孙珍平，高召宁，孟祥瑞．渗流作用下圆形巷道围岩弹塑性分析［J］．矿业安全与环保，2013，40(1):32－36．文章编号:1008－4495(2013)01－0032－05" 本文主要探讨了在渗流作用下圆形巷道围岩的弹塑性行为，这对于理解和预测地下工程的安全性至关重要。作者们基于岩体在无限小区域内材料属性相同的假设，将岩体划分为多个塑性区域环，并应用了统一强度理论。这个理论是地质力学中用来描述不同应力状态下岩石强度的一种方法，它可以综合考虑岩石的多种破坏机制。 在分析中，他们结合了岩石应变软化力学模型，该模型描述了岩石在达到峰值强度后强度和变形的退化过程。围岩在达到峰值强度后，通常会出现强度下降和变形增大的现象，这在开采或渗流等动态条件下尤其明显。通过推导渗流作用下圆形巷道围岩破裂分区的计算公式，他们能够量化渗流对围岩稳定性的影响。 研究发现，渗流可以显著改变巷道围岩的力学状态，将其分为弹性区、塑性软化区和破裂区。弹性区是指未发生显著变形的区域，塑性软化区则是岩石经历显著变形但尚未破裂的部分，而破裂区则表示岩石已经破裂并可能引发进一步的结构失稳。通过对具体算例的分析，作者们揭示了支护反力、巷道半径和采深对渗流作用下巷道塑性区域范围的显著影响。 研究表明，考虑渗流效应能够使分析结果更贴近实际情况，有助于揭示巷道围岩的破坏模式。这对地下工程的支护设计优化和安全性评估提供了重要的理论支持。因此，这项工作强调了在地下工程设计中考虑渗流效应的重要性，对于提高工程的安全性和耐久性具有实际指导意义。通过这种细致的分析，工程师们可以更好地预测和控制由于渗流导致的围岩稳定性问题，从而采取适当的预防措施。