采矿与安全工程学报 ›› 2024, Vol. 41 ›› Issue (6): 1134-1147.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2023.0299

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深部预制裂隙锚固软岩拉-压力学特性数值模拟研究

许永震1,栾兆群2,徐兴奎3,王磊4,5,崔力4,5,缪澄宇4,5,孙晓明4,5   

  1. 1. 甘肃省公路交通建设集团有限公司,甘肃兰州730030; 2. 山东科技大学洛赛尔传感技术公司,山东泰安 271019; 3. 微山金源煤矿,山东济宁272000; 4. 中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室,北京100083; 5. 中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京10008
  • 出版日期:2024-11-15 发布日期:2024-11-29
  • 通讯作者: 孙晓明,E-mail: CUMTB-sunxiaoming@163.com,Tel: 13801166205
  • 作者简介: 许永震(1971— ),男,甘肃省兰州市人,高级工程师,主要从事公路项目管理及隧道工程岩石力学方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52174096,52304110)

Numerical simulation study on tensile-compressive mechanical characteristics of deep pre-cracked anchored soft rock

  • Online:2024-11-15 Published:2024-11-29

摘要: 锚固软岩力学特性是深部软岩巷道围岩稳定性控制的重要依据。基于离散元软件PFC,构建能够模拟深部软岩力学行为的Burgers黏结模型,并建立拉-压复合应力下的预制裂隙锚固软岩数值模型,以探究不同裂隙倾角下锚固软岩中锚杆力学特性、锚岩力学特性及新增裂隙倾角分布规律,最终建立含拉拔荷载、裂隙倾角参数的轴向应变线性回归模型,从而对锚固软岩轴向应变发展规律进行一定预测。结果表明:不同倾角裂隙会使裂隙处的锚杆轴力值、表面剪应力值产生不同程度减小,当裂隙倾角为45°时,二者减小程度最大,此时拉-压复合应力使锚固体在锚杆-岩体接触界面处的破坏倾向性达到最大;随着预制裂隙与锚杆夹角的减小,锚固体轴向应变量逐渐增大,且拉-压复合应力作用过程中其轴向应变量与裂隙倾角值、拉拔荷载值呈明显线性关系;随着预制裂隙与锚杆夹角的减小,新增裂隙数量逐渐增加,其中裂隙倾角大多呈45°与135°左右,少有垂直或平行于锚杆的裂隙产生。

关键词: 深部软岩, 锚固岩体, 预制裂隙, 拉-压复合应力, 力学特性, 离散元模拟

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