巷道圍巖破壞機理的離散元分析.pdf

1、當巷道開挖成型后，圍巖的應(yīng)力狀態(tài)將在很長時間內(nèi)不斷調(diào)整，圍巖的應(yīng)力發(fā)展狀況是什么樣的，能不能通過更為直觀的方式來再現(xiàn)圍巖整個的力學分布，從而為巷道的支護與維護提供理論依據(jù)，保證巷道在整個服務(wù)年限內(nèi)穩(wěn)定可靠，達到安全生產(chǎn)的目的。 巖體材料與一般材料相比，其最大的特點就是結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)。對巖體來說，它多為層面和節(jié)理面等弱面所切割，從更廣的范圍來看時常受構(gòu)造帶影響，這些都會對我們的巖體工程(隧道工程、井巷工程)產(chǎn)生控制性影響，在這種情

2、況下分析問題的方法選擇就顯得非常重要了。目前的數(shù)值計算分析方法主要基于連續(xù)介質(zhì)模型，這種方法不能很好地分析巖體的大變形問題，在小尺度范圍內(nèi)不能真實地反映材料的離散性特征。 本文基于以上問題的認識，以某新建礦井為依托，主要采用離散元方法，對巷道漸進性破壞機理進行深入的分析研究，論文的主要工作包括以下幾點： 1.闡述顆粒離散元的基本原理，論述了細觀參數(shù)的選定方法，通過雙軸加載試驗詳細分析了主要細觀參數(shù)對宏觀力學性質(zhì)的影響規(guī)律

3、，為選取合適的細觀參數(shù)提供思路； 2.結(jié)合某工程實例，經(jīng)多次試算后，標定了細觀力學參數(shù)。對地下141m處巷道開挖后圍巖的變形及破壞過程進行模擬分析，對數(shù)值模型進行必要的簡化與假設(shè)，在等圍巖的狀態(tài)下，詳細分析了巷道不同部位處圍巖的應(yīng)力特征，同一位置處隨距離變化的應(yīng)力變化特征，當巷道穩(wěn)定時，對巷道各部位應(yīng)力分布特征作分析，得到圍巖應(yīng)力分布特征圖。從應(yīng)力路徑角度對巷道破壞特征進行了分析，得到了符合工程實際的認識； 3.在采用同

4、一細觀參數(shù)的情況下，對不同側(cè)壓力系數(shù)下的巖體開挖后圍巖漸進性破壞過程進行模擬分析，當側(cè)壓力系數(shù)為0.5時，對巷道圍巖的應(yīng)力調(diào)整過程進行詳細分析，并對巷道變形破壞特征進行了分析；當巷道的大主應(yīng)力方向為水平向時，即巷道可能處于受水平向擠壓的地層中，以側(cè)壓力系數(shù)為1.5，對其破壞過程進行模擬，并對比分析其穩(wěn)定性與破壞形態(tài)?？梢钥吹剑瑐?cè)壓力系數(shù)為1.0時，巷道能很好的自穩(wěn)，圍巖有較好的成拱效應(yīng)；側(cè)壓力系數(shù)為0.5時，巷道中部圍巖首先破壞；側(cè)壓力