基于塑性扩张的岩石变参数蠕变损伤模型与工程应用
赵延林
马文豪
唐劲舟
袁超
李树清
万文
1.湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室 湖南湘潭411201;湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南湘潭4112012.湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室 湖南湘潭411201;湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南湘潭4112013.湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室 湖南湘潭411201;湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南湘潭4112014.湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室 湖南湘潭411201;湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南湘潭4112015.湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室 湖南湘潭411201;湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南湘潭4112016.湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室 湖南湘潭411201;湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南湘潭411201
摘要：为研究岩石蠕变损伤过程与围岩塑性区扩展之间的内在联系,建立基于塑性扩张的变参数蠕变损伤模型(BNMC模型),该模型认为岩石塑性屈服面随蠕变时间动态变化,在σ-τ空间内,强度包络线随蠕变时间的增加而逐渐内移.采用线性插值法对该模型各蠕变参数进行处理,获得任意连续偏应力水平对应的蠕变模型参数,从而实现BNMC模型的数值化.采用该模型对金川二矿区-1 098 m水平中段下盘运输巷的蠕变变形进行数值模拟,对比研究未支护裸巷和喷锚支护巷道的蠕变变形规律.研究发现,未支护裸巷围岩塑性区边界不是一成不变的,而是随时间的发展,塑性区边界逐渐向外扩张,围岩承载力逐渐下降,从而导致围岩加速蠕变显现,巷道蠕变失稳;通过对喷锚支护巷道的蠕变数值模拟结果和多点位移计实测结果的对比,发现数值模拟曲线与实测曲线在走势上基本吻合,但在量值上实测蠕变位移值要略大于数值模拟结果;由于支护与围岩的相互作用,支护在一定程度土改变了围岩的偏应力状态和位移,阻止了围岩塑性区边界扩张,喷锚支护巷道在0 ～ 200 d的蠕变计算时段内,未呈现出加速蠕变性态.
关键词：塑性扩张蠕变变形变参数蠕变模型数值模拟
分类号：TD313(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51434006)国家自然科学基金(51274097)国家自然科学基金(51374104)
论文发表日期：2016-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
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