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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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深部软岩巷道围岩扩容与流变特性模拟研究及应用

作者(Author):

  • 康红普
  • 伊康

作者单位:

  • 中煤科工开采研究院有限公司
  • 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室
  • 太原理工大学 矿业工程学院

关键词:

  • 深部软岩巷道
  • BVS 模型
  • 围岩劣化
  • 应变软化
  • 扩容
  • 流变损伤
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

深部软岩回采巷道围岩劣化扩容和流变效应显著。 基于增量塑性流动理论和流变理论, 将改进伯格斯体改进黏塑性体和应变软化塑性体串联建立了 BVS 模型可描述围岩应变软化塑 性扩容蠕变三阶段稳定与非稳定蠕变流变损伤和流变扩容 个力学特性。 推导了该模型的三 维增量本构方程并开发出可供FLAC3D调用的数值形式。 结合三维增量本构方程导出的参数辨识 公式和中煤能源新集口孜东煤矿岩样试验数据辨识了 BVS 模型的 19 个输入参数并采用试验数 据理论解和数值计算结果相互印证的方式对多种加载条件下单元件应力-应变响应力学特性 和模型整体进行严格校核。 将 BVS 模型用于口孜东煤矿 121302 运输巷进行数值模拟计算结果 表明:掘进扰动较弱;流变期间围岩大范围持续劣化呈顶板下沉量较小巷帮锚固体整体内移和剧 烈底臌的特点;回采影响强烈使围岩大范围劣化巷道断面强烈变形。 底板泥岩持续臌起驱动不 断扩容的底煤挤入巷道空间是发生剧烈底臌的主要原因;底板深度 1.5 m 处流变直接导致的软化 参量全程仅占比0~16%但流变损伤引起应力调整间接导致软化参量增大。 将数值模拟计算结 果与井下实测数据进行了对比分析表明 BVS 模型基本能反映深部软岩回采巷道围岩变形与破坏 规律但是 者还存在较大差异仍需进一步完善 BVS 模型


康红普,伊康.深部软岩巷道围岩扩容与流变特性模拟研究及应用[J].煤炭学报,2023,48(1):15-33.
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