基于间断位移场的坑道围岩承载能力研究

摘要

岩体是岩石块体和分割这些块体的边界的组合体。沿边界面(结构面)的局部剪切变形使得位移场产生间断,对岩体的力学性能产生巨大的影响。采用光滑函数组合来描述滑移面上的间断,得到反映岩体沿着边界局部剪切的数学模型。利用上述模型,结合滑移面上具有强化段的应力-滑移关系,推导圆形坑道围岩自身承载能力的解析解。通过分析,自承能力在深部坑道围岩的稳定中发挥了重要作用,应力-滑移关系的强化段对围岩承载力有着很大的影响;围岩压力与坑道的埋深、坑道的尺寸以及围岩的物理力学性质等具有直接关系;围岩出现不稳定的动力现象(岩爆)与此岩体参数m关系极大,而岩体参数m与接触面的软化程度,能量转移,耗散结构的几何尺寸以及弹性模量有关。