基于应力椭圆的巷道变形破裂特征及优化布置

摘要

cqvip:原岩应力是影响巷道围岩稳定的决定因素,通过选择合理的巷道布置方式,改善巷道横断面应力分布状态,是解决巷道围岩变形破裂问题的关键所在.采用理论分析方法得到了表征巷道断面应力分布的应力椭圆表达式,并利用FLAC 3D数值模拟软件,分析了不同巷道布置情况下,围岩变形破裂特征与应力椭圆的关系.研究结果表明:巷道断面应力椭圆大小和分布随其走向不同存在显著差异,应力椭圆越大,巷道开挖后应力集中越明显;随着巷道断面主应力和的增大,巷道围岩变形和破坏范围也随之增大,且破坏主要发生在垂直最大主应力方向上,因此,最优的巷道布置方式应使应力椭圆最小.在平顶山十二矿井下进行原岩应力、巷道变形和松动圈实测,验证了理论分析和数值模拟结果.