深部花崗巖巷道兩幫穩(wěn)定性力學(xué)模型分析

牟舉文 臧傳偉 徐國棟 邢宇祺 楊運琦

(1.北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院；2.山東科技大學(xué)礦業(yè)與安全工程學(xué)院；3.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院)

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深部花崗巖巷道兩幫穩(wěn)定性力學(xué)模型分析

牟舉文1臧傳偉2徐國棟3邢宇祺1楊運琦2

(1.北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院；2.山東科技大學(xué)礦業(yè)與安全工程學(xué)院；3.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院)

依據(jù)組成花崗巖巖體礦物的解理特性，探討了花崗巖巷道兩幫層裂板結(jié)構(gòu)的形成機理，并應(yīng)用材料力學(xué)中的壓桿穩(wěn)定性原理，建立了層裂板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性近似力學(xué)模型，分析了花崗巖巷道兩幫層裂板結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的力學(xué)機制，提出了判斷花崗巖巷道兩幫穩(wěn)定性的判據(jù)公式，并用ANSYS數(shù)值模擬軟件的分析結(jié)果證實了判據(jù)公式的有效性，為類似圍巖條件下的隧道工程提供了一定的指導(dǎo)作用。

花崗巖 片幫 壓桿穩(wěn)定性 層裂板結(jié)構(gòu) 臨界壓力 數(shù)值模擬

隨著礦山、水利水電、鐵路(公路)交通隧道等工程向深部發(fā)展，片幫、巖爆作為一種深部災(zāi)害現(xiàn)象[1]，其發(fā)生越來越頻繁。為了有效制定片幫、巖爆的防治技術(shù)措施，保證深部隧道工程的安全性，深入開展片幫、巖爆的機制研究非常必要。由于影響片幫、巖爆的因素很多，目前對片幫、巖爆的發(fā)生和破壞機制還沒有很清楚的認識，對片幫、巖爆的防治措施還不夠準(zhǔn)確[2]。

通過對大量資料[3-6]分析，發(fā)現(xiàn)片幫、巖爆與巷道自由壁面平行裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展有密切的關(guān)系,認為巷道兩幫圍巖存在壓應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力達到一定值,初始裂隙將會平行或偏向最大主應(yīng)力的方向擴展，并逐漸朝壓縮方向產(chǎn)生分叉?！?br>