采矿与安全工程学报 ›› 2024, Vol. 41 ›› Issue (1): 142-150.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2023.0475

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巷道开挖过程中围岩能量耗散特征

孟庆彬, 辛学奎, 宋子鸣, 宋洋, 程争民, 王昌   

  1. 1. 中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,江苏徐州221116;
    2. 中国矿业大学力学与土木工程学院,江苏徐州221116;3. 山西华兴铝业有限公司,山西吕梁035300
  • 出版日期:2024-01-15 发布日期:2024-01-17
  • 通讯作者: 孟庆彬, E-mail: mqb1985@126.com Tel: 13951468390
  • 作者简介:孟庆彬(1985— ),男,山东省菏泽市人,博士(后),副研究员,从事深部岩体力学与围岩稳控理论及关键技术方面的研究。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2021YFC2902103);国家自然科学基金项目(52074268,51704280)

The energy dissipation characteristics of surrounding rock during roadway excavation#br#

  • Online:2024-01-15 Published:2024-01-17

摘要: 巷道围岩的变形破坏本质上是能量积聚、耗散及释放综合作用的结果,是能量驱动下的一种状态失稳现象,揭示巷道围岩能量分布规律有利于岩石工程的安全评价和稳定性分析。基于经典弹塑性理论及能量守恒定律,分析了巷道围岩弹性变形能、耗散能和外力功之间的关系,揭示了外力功与能量的演化规律。采用FLAC3D内嵌的Fish语言编程及二次开发,完成FLAC3D能量计算的功能拓展,并通过算例验证了所开发的能量模块的准确性和合理性;将此能量模块应用于巷道工程,实现了对巷道围岩弹性能量场、耗散能量场的可视化分析,探究了不同断面形状、尺寸对巷道围岩能量场分布及演化规律的影响,且巷道围岩耗散能集中区与主破坏位置基本吻合。从能量角度分析巷道围岩的稳定性,对巷道吸能支护设计具有重要理论意义和应用价值。

关键词: 巷道, 能量特征, FLAC3D数值模拟, 能量模型

中图分类号: