大断面六角形进路围岩应力解析与数值验证

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2021.0526

采矿与安全工程学报 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (5): 951-960.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2021.0526

大断面六角形进路围岩应力解析与数值验证

吴浩, 马丹 , 左宇军 , 赵国彦

1.中国矿业大学矿业工程学院 , 江苏徐州 221116; 2.云南磷化集团有限公司 , 云南昆明 650600; 3.贵州大学矿业学院 , 贵州贵阳 550025; 4.中南大学资源与安全工程学院 , 湖南长沙 410083

出版日期:2022-09-15 发布日期:2022-11-16
通讯作者: 马丹 E-mai1：dan.ma@cumt.edu.cn Te1:0516-83590567
作者简介:吴浩(1990— ) ,男 ,安徽省准北市人 ,博士 ,讲师 ,从事围岩控制与岩石力学等方面的研究
基金资助:
江苏省自然科学基金项目(BK20210515);中国矿业大学青年科技基金项目(2021QN1010) ;中国矿业大学大型仪器设备开放共享基金项目(DYGX-2021-082)

Analytical solution and numerical verification of surrounding rock stress in large-section hexagonal route

Online:2022-09-15 Published:2022-11-16

摘要/Abstract

摘要： 为研究龙首矿大断面六角形进路采场围岩的应力分布特征 ,通过保角变换方法将六角形进路围岩映射到像平面单位圆外域 ,采用改进的复变函数理论对进路围岩应力进行解析 , 并与数值结果进行对比。研究结果表明 ,提出的多面体收缩逼近算法能够准确求解复杂形状孔洞的映射函数 ,大断面六角形进路映射函数项数取 6 时具有较高的精度。当侧压系数 λ <0.39 时 ,顶底板出现拉应力集中 , 两侧壁产生压应力集中。随着 λ的增大 ,顶底板拉应力逐渐减小并变为压应力 , 两侧壁应力情况则相反。进路围岩中切向应力随着距进路边界距离的增大逐渐减小 , 随着侧压系数的增大而增大 ; 当距进路边界的距离渐增时 ,进路顶底板中的径向应力值逐渐接近施加的竖向应力 ,进路两帮中的径向应力值逐渐接近施加的水平应力。另外 ,进路周边 22 个监测点应力的数值模拟结果充分证实了解析解的可靠性 ,大断面六角形进路同比小断面进路在深部开采中具有较高的稳定性。研究结果可为采场结构参数优化及进路支护设计提供参考。

关键词: 大断面 , , 六角形进路 , 应力解析解 , 保角变换 , , 复变函数

中图分类号:

TD853

吴浩, 马丹 , 左宇军 , 赵国彦. 大断面六角形进路围岩应力解析与数值验证[J]. 采矿与安全工程学报, 2022, 39(5): 951-960.

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大断面六角形进路围岩应力解析与数值验证

Analytical solution and numerical verification of surrounding rock stress in large-section hexagonal route

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