深部高應力軟巖巷道時效變形機理研究.pdf

1、在深部開采環(huán)境下，巷道圍巖體通常表現(xiàn)出顯著的高地壓、大變形、長時間持續(xù)流變等特性，給深部巷道的支護與維護問題帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。研究深部高應力軟巖巷道圍巖時效變形機制，對于保障深部巷道圍巖長期穩(wěn)定具有十分重要的意義。本文綜合運用理論分析、數(shù)值模擬與現(xiàn)場監(jiān)測相結合的方法，深入研究了深部高應力軟巖巷道圍巖的時效變形過程及失穩(wěn)機理，主要研究成果如下：
　?。?）基于經(jīng)典的流變力學與塑性力學理論，建立了一種由Burgers流變模型和線性應變

2、軟化模型串聯(lián)的軟巖黏彈塑性應變軟化蠕變力學模型，并推導了相應的三維蠕變本構方程。與傳統(tǒng)的軟巖蠕變模型相比，該模型能夠很好的表征軟巖第三階段的加速蠕變特性。
　　（2）在FLAC3D內置Cvisc蠕變模型的基礎上，對建立的軟巖黏彈塑性應變軟化蠕變模型進行了二次開發(fā)。運用自定義開發(fā)的軟巖黏彈塑性應變軟化蠕變程序，建立了軟巖三軸壓縮蠕變試驗數(shù)值計算模型，分析了軟巖峰后應變軟化特征和蠕變變形規(guī)律，數(shù)值模擬結果與實驗結果基本吻合，證明了建立

3、的軟巖黏彈塑性應變軟化模型的有效性。
　?。?）基于自定義開發(fā)的軟巖黏彈塑性應變軟化蠕變分析程序，運用FLAC3D建立了深部高應力軟巖巷道三維數(shù)值計算模型，深入研究了不同地應力環(huán)境下軟巖巷道圍巖變形、應力、塑性區(qū)等隨著時間的演化規(guī)律，揭示了深部高應力軟巖巷道圍巖的時效變形過程及失穩(wěn)機理。
　?。?）以某礦-1000m水平大巷的具體工程地質條件為背景，運用自定義開發(fā)的黏彈塑性應變軟化蠕變分析程序，研究了該巷道在原支護方案下錨桿