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裂隙岩体在水—岩作用下的损伤机理分析及其加固机理研究

韩松峰  
【摘要】: 随着我国经济的高速发展,国民经济对能源的需求越来越大,我国的矿井建设又掀起一轮新的高潮,因而深井巷道的裂隙岩体在水—岩作用下的损伤问题凸显更加严重,制约工程实践的发展,并对工程建设形成了严重的安全危害。 本文在前人相关研究成果的基础上,从物理、化学和力学方面阐述了水—岩作用对裂隙岩体的损伤效应,并考虑介质场、应力场、化学场和温度场等多场耦合效应,动态的演化及逐渐变异和协调的过程。以渗流力学,损伤力学力学为理论依据,在Oda连续介质渗流模型的基础上,综合考虑裂隙岩体的损伤破坏,得出了裂隙岩体的应力—应变—损伤耦合方程。并应用断裂力学分析锚杆加固裂隙尖端裂纹的强度因子,且在分析裂隙岩体锚注加固力学特征的基础上,运用连续介质的弹塑性理论,借鉴前人的研究经验,同时考虑锚杆和注浆因素对节理面力学特性的影响,推导锚注节理的强度公式和锚注节理切向的本构方程。同时分析了深埋巷道衬砌水荷载作用机理,对在未注浆和注浆条件下的应力、应变和位移计算进行比较,得出在水压力作用下的深埋巷道,在允许开挖后一定变形的情况下采取有效的锚注支护后,注浆范围和注浆质量对裂隙围岩的应力应变的影响。最后采用岩土工程常用的FLAC-3D数值模拟软件,对裂隙岩体的锚注加固机理进行分析,研究锚注支护对裂隙岩体稳定性的影响效果。


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