巷道底臌的塑性流動變形機(jī)理及控制技術(shù)研究.pdf

1、深部資源開采大多要經(jīng)歷“三高一擾”的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境，在淺部開采中表現(xiàn)為硬巖特性的巖體進(jìn)入深部開采后相繼表現(xiàn)出高地壓、大變形、難支護(hù)等軟巖的力學(xué)特性。控制巷道圍巖的變形一直是深部資源開采中的關(guān)鍵問題，而要解決深部軟巖巷道支護(hù)難的問題，首先要從研究底臌的變形機(jī)理及其防治措施入手，塑性流動變形是深部巷道中常見的一種底板破壞形式。
　　本文以塑性極限分析理論和巖土材料滑移線理論為基礎(chǔ)，研究了垂直應(yīng)力為主應(yīng)力的情況下巷道底板發(fā)生塑性流動變形時

2、對應(yīng)的兩種破壞機(jī)構(gòu)，明確了相應(yīng)的底板塑性區(qū)范圍、應(yīng)力場分布特征以及位移演化規(guī)律，推導(dǎo)出底板極限承載力的表達(dá)式，解釋了底板整體上抬和底板中心隆起兩種底臌模式。結(jié)合數(shù)值模擬研究了影響塑性流動變形的因素，認(rèn)為垂直壓力越大、頂板及兩幫的襯砌厚度越薄、巷道跨度越大，底臌變形越接近底板中心隆起的模式，對底板穩(wěn)定性越不利。
　　采用自主開發(fā)的巷道底板變形量測系統(tǒng)，對巷道底臌塑性流動變形破壞的全過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀測和定性、定量的分析，發(fā)現(xiàn)局部剪切破壞

3、首先出現(xiàn)在加載區(qū)下方并隨著荷載的增加不斷向模型中部發(fā)展，當(dāng)局部剪切破壞發(fā)展形成連續(xù)的滑動面后，發(fā)生持續(xù)的塑性流動。研究了不同截面的位移演化規(guī)律并與理論研究的結(jié)果進(jìn)行對比，認(rèn)為通過模擬實(shí)驗(yàn)得到的塑性區(qū)分布和變形模式與由塑性極限分析得到的類Hill機(jī)構(gòu)的塑性區(qū)分布及位移模式基本符合。
　　研究了底板錨桿、抗滑樁、反底拱三種直接治理底板的支護(hù)技術(shù)，認(rèn)為垂直于底板布置抗滑樁能增大剪切阻力，抑制底板的塑性流動變形；鋪設(shè)反底拱能提高底板的極限