基于高效保角变换的单个复杂洞室围岩应力场解析解研究 被引量：8

1

作者 皇甫鹏鹏 张路青 伍法权 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期3905-3913,共9页

基于高效的、边界点搜索的地下洞室外域映射函数解法,以及柯西积分公式和弹性力学中的复变函数解法,简化并总结求解单个复杂洞形围岩应力场解析解的一般性步骤,推导出势函数的解析表达式,然后根据应力组合的复势表达式求解出各应力分量... 基于高效的、边界点搜索的地下洞室外域映射函数解法,以及柯西积分公式和弹性力学中的复变函数解法,简化并总结求解单个复杂洞形围岩应力场解析解的一般性步骤,推导出势函数的解析表达式,然后根据应力组合的复势表达式求解出各应力分量的解析表达式。在映射函数已知的情况下,利用该表达式能够快速精确地求出任意复杂形状洞室的围岩应力场解析解。通过与数值计算结果相比较,得出该解析解法能够计算出更为精确的应力场,并且求解效率很高。同时,求解直臂马蹄形洞形平面问题的应力场解析解,分析在3种不同远场应力情况下的应力集中情况。最后,结合锦屏一级水电站主厂房的实际情况,求解出开挖后的围岩应力场解析解。 展开更多

关键词 岩石力学 围岩应力场 保角变换 解析解 单洞室 柯西积分公式

在线阅读 下载PDF 职称材料

圆形巷道围岩应力场的自然边界元法 被引量：7

2

作者 李顺才 卓士创 谢卫红 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期672-675,共4页

根据复变函数法和复Fourier级数法,通过自然边界归化分别得到了圆形巷道在整体平衡支护及局部非平衡支护时围岩内Airy应力函数的边界积分公式,并得到了各自应力场的解析解或数值解;对比分析了这两种应力场随侧压系数或支护角度变化的分... 根据复变函数法和复Fourier级数法,通过自然边界归化分别得到了圆形巷道在整体平衡支护及局部非平衡支护时围岩内Airy应力函数的边界积分公式,并得到了各自应力场的解析解或数值解;对比分析了这两种应力场随侧压系数或支护角度变化的分布规律,计算表明,局部支护时随着侧压系数或支护角度的增加,压应力峰值下降,使得上覆岩层的稳定性得到提高. 展开更多

关键词 圆形巷道 围岩应力场 自然边界元法 Airy应力函数

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Hoek-Brown准则分析工作面围岩应力场 被引量：2

3

作者 田茂霖 肖洪天 赵军 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2017年第1期78-85,共8页

围岩应力场分布特征是矿山开采与巷道支护的重要依据。本研究发展了基于Hoek-Brown强度准则的数值方法,并应用微地震监测资料获取岩体的力学参数,分析了塔山煤矿特厚煤层开采工作面围岩应力场。首先通过FISH语言二次开发平台在FLAC软件... 围岩应力场分布特征是矿山开采与巷道支护的重要依据。本研究发展了基于Hoek-Brown强度准则的数值方法,并应用微地震监测资料获取岩体的力学参数,分析了塔山煤矿特厚煤层开采工作面围岩应力场。首先通过FISH语言二次开发平台在FLAC软件中创建基于Hoek-Brown准则的力学模型,然后根据微震监测得到的数据确定力学模型所需的力学参数,最后由数值模拟得围岩应力集中区及峰值应力值。结果表明:采用该方法所获得的数值模拟结果与塔山煤矿8103工作面现场监测值有较好的一致性,为进行下一步煤层开采和超前支护方案的设计提供了依据,也为有效利用微震监测资料提供了新思路。 展开更多

关键词 HOEK-BROWN准则 微震监测 二次开发 数值模拟 围岩应力场

在线阅读 下载PDF 职称材料

青岛海底隧道围岩应力场与渗流场相互作用数值模拟 被引量：2

4

作者 周太全 华渊 鲍汝苍 《路基工程》 2013年第2期43-46,52,共5页

青岛海底隧道工程海域段穿越断裂破碎带,岩体呈碎裂结构,岩质软硬不均。为对岩体渗流场与洞周围岩开挖二次应力场二者间进行相互作用分析,应用非线性有限元程序ABAQUS检算施工期海底隧道开挖和衬护结构施作后,围岩体渗流场与隧道开挖二... 青岛海底隧道工程海域段穿越断裂破碎带,岩体呈碎裂结构,岩质软硬不均。为对岩体渗流场与洞周围岩开挖二次应力场二者间进行相互作用分析,应用非线性有限元程序ABAQUS检算施工期海底隧道开挖和衬护结构施作后,围岩体渗流场与隧道开挖二次应力场间的相互作用,得出围岩体渗流场、应力场的分布规律、洞周围岩塑性区的分布和范围,为海底隧道工程提供设计、施工依据。 展开更多

关键词 流固耦合 海底隧道 围岩应力场 渗流场 非线性有限元 塑性区

在线阅读 下载PDF 职称材料

五虎山煤矿采煤工作面围岩应力场分布规律模拟分析

5

作者 周连春 《水力采煤与管道运输》 2014年第4期14-18,22,共6页

针对五虎山煤矿1201工作面回采期间围岩应力场分布规律进行了认真地分析,并利用ANSYS软件对1201工作面回采后形成的"横三区、竖三带"进行了数值模拟,通过数值模拟确定出采空区冒落带、裂隙带的合理层位,为顶板高位抽放技术提... 针对五虎山煤矿1201工作面回采期间围岩应力场分布规律进行了认真地分析,并利用ANSYS软件对1201工作面回采后形成的"横三区、竖三带"进行了数值模拟,通过数值模拟确定出采空区冒落带、裂隙带的合理层位,为顶板高位抽放技术提供了科学指导和合理依据,确保了工作面安全生产。 展开更多

关键词 ANSYS 围岩应力场 分布规律 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于FLAC 3D数值模拟下深部软弱煤岩围岩应力场与位移场分析 被引量：1

6

作者 周瑞鹤 吴德义 《兰州工业学院学报》 2017年第3期26-30,共5页

煤矿的开采改变了原岩地应力场与位移场,使得围岩应力重新分布,应力密集区的高应力会造成煤炭开采巷道的变形破坏,围岩应力场与位移场的分布规律研究对煤矿的安全开采至关重要.通过对数值模拟的5个模型的分析,对建立的围岩应力场与位移... 煤矿的开采改变了原岩地应力场与位移场,使得围岩应力重新分布,应力密集区的高应力会造成煤炭开采巷道的变形破坏,围岩应力场与位移场的分布规律研究对煤矿的安全开采至关重要.通过对数值模拟的5个模型的分析,对建立的围岩应力场与位移场的分布规律进行了研究,为煤矿的安全开采提供理论依据.依据矩形巷道的理论研究,得到其位移场与应力场的基本分布状态,然后对深部软弱煤岩应力场与位移场的分布进行分析,确定煤岩应力场与位移场分布的影响因素. 展开更多

关键词 围岩应力场 位移场 深部软弱煤岩 理论分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

锚索预紧力对巷道围岩应力场分布影响研究 被引量：6

7

作者 苏海 《中国煤炭》 北大核心 2010年第9期70-72,共3页

依据王庄煤矿5218工作面地质条件,采用有限差分数值模拟软件FLAC3D研究了锚杆与锚索预紧力引起的巷道围岩应力场分布特征。结果表明:锚索预紧力过低时,锚索和锚杆联合支护产生应力场应力值小,形成的有效压应力区范围小且孤立分布,没有... 依据王庄煤矿5218工作面地质条件,采用有限差分数值模拟软件FLAC3D研究了锚杆与锚索预紧力引起的巷道围岩应力场分布特征。结果表明:锚索预紧力过低时,锚索和锚杆联合支护产生应力场应力值小,形成的有效压应力区范围小且孤立分布,没有连成整体,主动支护效果差;锚索预紧力高时,锚索预紧力引起的巷道顶板应力场应力值大,形成的有效压应力区范围广,相互连接、叠加,形成有机的整体,主动支护作用得到充分发挥。 展开更多

关键词 巷道支护 锚杆(索) 预紧力 围岩应力场 数值计算 支护效果

在线阅读 下载PDF 职称材料

水工隧洞围岩应力场数值模拟与分析 被引量：4

8

作者 王学洲 刘涛 《水利技术监督》 2022年第5期103-108,121,168,共8页

长期以来水工隧洞围岩的应力场问题一直是水工领域学者研究的重点。文章通过使用ADINA软件建立二维数值模拟,对隧洞围岩的应力场变化规律进行了分析,并分析了隧洞围岩应力场的影响因素。结果表明:隧洞开挖时对两倍洞径范围内围岩会产生... 长期以来水工隧洞围岩的应力场问题一直是水工领域学者研究的重点。文章通过使用ADINA软件建立二维数值模拟,对隧洞围岩的应力场变化规律进行了分析,并分析了隧洞围岩应力场的影响因素。结果表明:隧洞开挖时对两倍洞径范围内围岩会产生较大影响;注浆可以使围岩的应力回升,但容易出现应力集中现象;地下水位对隧洞围岩应力场均有一定影响;增加注浆圈的厚度可以减小隧洞开挖对围岩的影响。 展开更多

关键词 水工隧洞 围岩应力场 数值模拟 ADINA

在线阅读 下载PDF 职称材料

厚煤层大采高综采工作面围岩应力场分布规律数值模拟 被引量：1

9

作者 王雪芹 《中国矿山工程》 2016年第1期67-70,共4页

传统的矿压理论对厚煤层大采高综采工作面围岩控制区域范围精确划分较为困难,对采场压力分布特征也不能系统做出解释,为解决以上问题,同时也为杜绝冒顶,减少片帮,本文以五虎山煤矿1201工作面为例,对其采场围岩应力场分布规律进行研究,... 传统的矿压理论对厚煤层大采高综采工作面围岩控制区域范围精确划分较为困难,对采场压力分布特征也不能系统做出解释,为解决以上问题,同时也为杜绝冒顶,减少片帮,本文以五虎山煤矿1201工作面为例,对其采场围岩应力场分布规律进行研究,对该工作面回采过程进行有限元数值模拟,获取了采场围岩应力的分布情况,并应用ANSYS软件对其工作面回采后形成的"横三区"、"竖三带"进行了数值模拟分析,确定了煤壁支承影响区、离层区、重新压实区的范围并划分出采空区冒落带、裂隙带的合理层位。 展开更多

关键词 大采高 围岩应力场 ANSYS 分布规律 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

深井软岩巷道围岩流变与应力场演变规律 被引量：57

10

作者 高延法 曲祖俊 +3 位作者 牛学良 王波 范庆忠 高兆利 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1244-1252,共9页

实测了海域巷道流变规律,进行了岩石流变性能、水理性质、矿物结构和现场地应力测量;分析了海域巷道流变机理;提出了岩石强度极限邻域的概念;探讨了巷道围岩应力场的演变规律;最后提出了针对龙口矿区煤系地层结构特点的巷道支护对策.

关键词 软岩巷道 围岩应力场演变 西原流变模型 强度极限邻域

在线阅读 下载PDF 职称材料

浅埋煤层长壁工作面围岩动态结构及应力特征分析 被引量：7

11

作者 任艳芳 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期50-56,共7页

地下煤层开采后的覆岩结构是覆岩破断和运移的结果,实质是煤层开采后围岩应力重新分布的表现。以浅埋深长壁工作面围岩应力结构为研究对象,利用数值模拟和理论分析方法,从煤层开采后围岩应力场分布规律入手,研究了围岩应力结构的形成与... 地下煤层开采后的覆岩结构是覆岩破断和运移的结果,实质是煤层开采后围岩应力重新分布的表现。以浅埋深长壁工作面围岩应力结构为研究对象,利用数值模拟和理论分析方法,从煤层开采后围岩应力场分布规律入手,研究了围岩应力结构的形成与失稳过程,分析了覆岩受力情况。结果表明:浅埋工作面开采后的采场围岩中形成类椭球体的高应力区域,该应力承载结构随着工作面开采在沿工作面倾向、走向及垂直高度上不断发展变化,直至基岩层全部断裂后失稳破坏;初次失稳破坏后,该空间应力承载结构的后方支撑点会迁移至采空区压实矸石上,继续对工作面回采空间提供围岩应力的承载,其形成与失稳是受工作面回采影响的动态演化过程。基于此建立该空间应力结构沿工作面走向的承压拱力学模型,推导出其在覆岩中的形态参数方程和极限状态下的高度及跨距。根据极限承压拱迹线为各岩层弯矩为零的连接线,得到了承压拱迹线上任一位置处的力学状态。结合浅埋深煤层开采后基本顶及其基岩层周期性断裂特征的实践,认为承压拱结构的发展变化规律符合“悬臂梁-铰接岩梁”结构失稳特点,所得结论为浅埋深工作面顶板结构形式及其稳定性研究提供参考。 展开更多

关键词 浅埋煤层 岩层结构 应力结构 围岩应力场

在线阅读 下载PDF 职称材料

线性分布初始地应力场和围岩参数的粘弹性反演计算

12

作者 张开俊 《岩土工程师》 1992年第3期15-22,39,共9页

关键词 地应力 应力场围岩参数 计算

在线阅读 下载PDF 职称材料

卸压槽在高应力构造带软岩巷道围岩控制中的试验研究 被引量：1

13

作者 郭晓亮 《中国矿山工程》 2011年第6期47-48,共2页

应用卸压槽维护巷道,煤体在局部范围内充分卸压,使巷道的围岩应力向煤体深部转移,改变巷道围岩应力场的分布状况,使之处于应力降低区内,减缓了矿山压力对巷道的有害影响,从而保护了巷道。井下试验表明:卸压槽能有效减小围岩移近量,减轻... 应用卸压槽维护巷道,煤体在局部范围内充分卸压,使巷道的围岩应力向煤体深部转移,改变巷道围岩应力场的分布状况,使之处于应力降低区内,减缓了矿山压力对巷道的有害影响,从而保护了巷道。井下试验表明:卸压槽能有效减小围岩移近量,减轻矿压对巷道的有害影响,有利于巷道保持长期稳定,具有较好的应用效果。 展开更多

关键词 卸压槽 围岩应力场 移近量

在线阅读 下载PDF 职称材料

综采面回采巷道松软复合顶板围岩应力规律研究 被引量：1

14

作者 姚占林 《煤炭科技》 2018年第3期15-17,共3页

以西曲煤矿为研究背景,采用煤岩物理力学性质实验室测试、计算机数值模拟计算、现场测试及理论分析等手段,对综采面回采巷道松软复合顶板的围岩应力场进行研究,为提高巷道掘进速度、降低巷道维护工作量及支护成本、确保矿井正常衔接提... 以西曲煤矿为研究背景,采用煤岩物理力学性质实验室测试、计算机数值模拟计算、现场测试及理论分析等手段,对综采面回采巷道松软复合顶板的围岩应力场进行研究,为提高巷道掘进速度、降低巷道维护工作量及支护成本、确保矿井正常衔接提供了技术支持。 展开更多

关键词 松软复合顶板 锚杆 支护 围岩应力场

在线阅读 下载PDF 职称材料

复杂应力场中圆形隧洞偏应力场分布规律 被引量：1

15

作者 安学旭 郭新天 +1 位作者 赵力将 黄荣宾 《科技和产业》 2024年第13期122-132,共11页

为了厘清深部圆形中导洞(设置于双向隧洞中间)围岩偏应力分布问题,结合岩石力学与摩尔-库仑屈服准则,推导平面三向应力场中圆形隧洞围岩主偏应力与塑性区半径解析解,研究不同工况下圆形隧洞围岩主偏应力的分布规律及塑性区边界处主偏应... 为了厘清深部圆形中导洞(设置于双向隧洞中间)围岩偏应力分布问题,结合岩石力学与摩尔-库仑屈服准则,推导平面三向应力场中圆形隧洞围岩主偏应力与塑性区半径解析解,研究不同工况下圆形隧洞围岩主偏应力的分布规律及塑性区边界处主偏应力的几何形态分布特征。结果表明:当隧洞所处的斜向应力场为竖向应力场0.5~1.0倍时,随着斜向应力场水平方位角α_(1)=α_(2)增加,径向1.0倍隧洞半径范围内顶底主偏应力在快速降低,腰部主偏应力在快速增加,径向1.0倍隧洞半径范围外隧洞围岩主偏应力先小幅下降后又逐渐增大,最终在围岩深部趋于某定值;隧洞围岩主偏应力对其塑性区形态分布影响显著,当斜向应力场水平方位角α_(1)=α_(2)为30°时,围岩塑性区形态分布较优,为圆形或椭圆形。 展开更多

关键词 平面三向应力场 围岩偏应力场 理论解析 塑性区形态特征

在线阅读 下载PDF 职称材料

大断面黄土隧道开挖引起的围岩力学响应 被引量：35

16

作者 扈世民 张顶立 王梦恕 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期50-55,共6页

以胡麻岭隧道为工程背景,采用现场监测与三维数值模拟结合的方法,分析隧道开挖后黄土围岩应力场、位移场与塑性区的变化规律;同时对台阶法施工中影响围岩力学响应的因素进行分析。结果表明:围岩接触压力分布很不均匀;拱腰、墙角和边墙... 以胡麻岭隧道为工程背景,采用现场监测与三维数值模拟结合的方法,分析隧道开挖后黄土围岩应力场、位移场与塑性区的变化规律;同时对台阶法施工中影响围岩力学响应的因素进行分析。结果表明:围岩接触压力分布很不均匀;拱腰、墙角和边墙是施工过程中的薄弱环节,应加强支护刚度,设置锁脚锚杆或扩大拱脚;建议取消拱部系统锚杆,既有利于控制围岩变形又可减少工程投资;支护结构调整了围岩应力的分配,改善了应力集中且控制了塑性区的发展,故应坚持"及时支护、及早封闭成环"的原则;上台阶支护对控制拱顶沉降起着关键作用,施工中应引起足够重视;拱顶沉降在变形允许范围内,说明现行支护设计参数满足安全性要求;掌子面空间效应的影响范围约为其前方2～3倍洞径;数值计算结果与现场实测结果基本吻合。 展开更多

关键词 大断面隧道 黄土隧道 围岩应力场 位移场 塑性区 台阶法

在线阅读 下载PDF 职称材料

围岩动态演化与块体稳定性分析 被引量：9

17

作者 刘高 李新召 梁昌玉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1741-1746,共6页

以黄河上游拉西瓦水电站地下厂房为例,基于围岩动态演化和围岩应力的动态变化,运用块体理论分析了不同应力场状态下围岩块体的稳定性。研究结果表明,围岩块体稳定性、可能运动方式、滑动面(或滑面组合)以及滑动方向均显著地依赖于围岩... 以黄河上游拉西瓦水电站地下厂房为例,基于围岩动态演化和围岩应力的动态变化,运用块体理论分析了不同应力场状态下围岩块体的稳定性。研究结果表明,围岩块体稳定性、可能运动方式、滑动面(或滑面组合)以及滑动方向均显著地依赖于围岩应力场状态。在围岩动态演化过程中,拱顶块体的稳定性随着垂直应力σV增大和水平应力σh降低而减小,而边墙块体的稳定性逐渐增加,但当σV>σh则有所降低,反之亦然。应力状态的变化不仅影响块体稳定性,而且也使块体的滑动方式、滑动面、滑动方向发生变化。不同形态块体对应力状态的上述响应特征不同,短粗状块体反应更为明显。 展开更多

关键词 地下工程 围岩应力场 动态演化 块体理论 块体稳定性 活动方式

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维地应力测试系统及其在深部软岩中的应用研究 被引量：3

18

作者 纪杰 刘泉声 +1 位作者 朱元广 蒋景东 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第16期88-94,共7页

深部围岩大多软弱破碎,传统地应力测试方法难以成功实施。为满足深部软岩工程需要,采用基于流变应力恢复理论的三维测试系统进行地应力测试。该系统根据深部软岩在高应力下的强流变特点,辅以配套研发的孔内推送设备和数据采集装置,采用... 深部围岩大多软弱破碎,传统地应力测试方法难以成功实施。为满足深部软岩工程需要,采用基于流变应力恢复理论的三维测试系统进行地应力测试。该系统根据深部软岩在高应力下的强流变特点,辅以配套研发的孔内推送设备和数据采集装置,采用埋设压力传感装置的方法来测得岩体的应力状态。依托平煤五矿开展测试系统的试点应用,与空心包体应变计测试结果进行对比,并在十一矿实施了分布式工程应用。结果表明系统测得应力相较对比测值基本一致,且符合孔周岩体流变应力恢复规律,所选测试区域自重应力场均占有主导地位。因此可以说明测试结果准确有效,系统具备一定的长期稳定监测围岩应力场的能力。 展开更多

关键词 深部工程 岩石力学 三维测试系统 围岩应力场 多点分布测试

在线阅读 下载PDF 职称材料

深部开采圆形巷道围岩破损区与支护压力的确定 被引量：14

19

作者 李铀 袁亮 +5 位作者 刘冠学 金学玉 薛俊华 余国锋 彭意 张明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期226-231,共6页

应用经典塑性力学理论确定的圆形巷道围岩弹塑性应力场存在一些问题,这影响深部圆形巷道的稳定性评价及支护设计的合理性。应用塑性力学求解新体系确定的圆形巷道围岩弹塑性应力场准确解,进行了各向同性均质地层中圆形巷道破损区、地层... 应用经典塑性力学理论确定的圆形巷道围岩弹塑性应力场存在一些问题,这影响深部圆形巷道的稳定性评价及支护设计的合理性。应用塑性力学求解新体系确定的圆形巷道围岩弹塑性应力场准确解,进行了各向同性均质地层中圆形巷道破损区、地层残余强度与支护压力关系方面的研究,取得了如下成果:(1)破损区随开采深度的增加而增大,它们基本呈线性关系。(2)建立了支护压力与巷道埋深、围岩强度、围岩破坏后残余强度、围岩泊松比和重度之间的关系。研究成果可为支护设计提供重要参考。 展开更多

关键词 圆形巷道 围岩弹塑性应力场 破损区 支护压力

在线阅读 下载PDF 职称材料

软弱破碎围岩隧道施工力学特性模型试验研究 被引量：9

20

作者 田兴朝 刘远明 +2 位作者 陶铁军 杨家曌 马智理 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期200-209,231,共11页

为探明软弱破碎围岩超长隧道不同施工工法下的力学特性,寻求适宜该地质条件的高效安全施工工法,文章以某隧道工程为依托,通过现场钻芯取样,实测围岩力学参数,并配制相似材料及初期支护材料,在室内模拟三种工法五种工况下的隧道开挖,研... 为探明软弱破碎围岩超长隧道不同施工工法下的力学特性,寻求适宜该地质条件的高效安全施工工法,文章以某隧道工程为依托,通过现场钻芯取样,实测围岩力学参数,并配制相似材料及初期支护材料,在室内模拟三种工法五种工况下的隧道开挖,研究隧道在不同工法各工况下的围岩应力场及支护系统内力响应特征。研究表明:水膏比为1∶1.6时,可模拟C25的喷混凝土初期支护;三台阶法因开挖对掌子面前方围岩扰动较大,且初期支护承受较大荷载而不适合此地质条件隧道开挖,其它工法均能保证隧道施工的安全性和稳定性,综合考量施工进度及施工成本,三台阶预留核心土法M4工况最优;不同工法各工况下隧道开挖支护完成后,喷混凝土初期支护内力最值均出现在边墙处,拱脚部位次之,拱顶最小。 展开更多

关键词 软弱破碎围岩 隧道 高效安全施工 钻芯取样 相似材料 围岩应力场 支护系统内力 模型试验

在线阅读 下载PDF 职称材料