采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (2): 317-332.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2023.0211
马文著1,2,周晓敏1,张松1,张基伟1,刘书杰1,4,刘勇1,刘宇航5,宋宜祥1,3
摘要： 注联合加固能够降低井筒内的涌水量并改善围岩的岩性,是解决高水压与高地应力问题、实现涌水与围岩变形双重控制的有效手段。为此,建立达西渗流条件下弹性的锚-注联合加固模型;然而,此模型尚无法考虑高水压带来的非达西渗流效应和高应力下开挖诱发的围岩塑性变形,亦未给出锚-注加固下支撑结构(喷射混凝土、井壁等)的设计方法。基于Izbash定律、锚杆应力均布法和增量塑性应变本构,构建非达西渗流效应下锚-注联合加固的井筒围岩微分方程组,求解计算得出其相应的围岩特征曲线(GRC)并进行有限单元法验证。基于所得解,讨论锚-注加固参数对GRC的影响。结果表明:相关联流动法则下,随着塑性区的扩大,内摩擦角的增加将逐渐不利于围岩的变形控制;随着注浆加固圈厚度的增加,注浆加固效率将逐渐降低;增大锚杆直径所带来的围岩增益效果随直径的增大而增大。理想弹塑性围岩和全长黏结锚固的假设下,若锚杆加固范围超过塑性区,则再继续增加锚杆长度所带来的加固效果甚微。最后结合收敛-约束法,将所得GRC半解析解用于锚-注联合加固及支撑结构的设计。
中图分类号:
