动静载荷下深部超大断面硐室围岩响应特性的数值模拟研究

作     者：范德源 刘学生 谭云亮 宋世琳 宁建国 马庆 FAN De-yuan;LIU Xue-sheng;TAN Yun-liang;SONG Shi-lin;NING Jian-guo;MA Qing

作者机构：School of Energy and Mining EngineeringShandong University of Science and TechnologyQingdao 266590China State Key Laboratory of Mining Disaster Prevention and ControlShandong University of Science and TechnologyQingdao 266590China State Key Laboratory of Water Resource Protection and Utilization in Coal MiningChina Energy Group Co.Ltd.Beijing 100011China 

基　　金：Project(2018YFC0604703)supported by the National Key R&D Program of China Projects(51804181,51874190)supported by the National Natural Science Foundation of China Project(ZR2018QEE002)supported by the Shandong Province Natural Science Fund,China Project(ZR2018ZA0603)supported by the Major Program of Shandong Province Natural Science Foundation,China Project(2019GSF116003)supported by the Key R&D Project of Shandong Province,China Project(SDKDYC190234)supported by the Shandong University of Science and Technology,Graduate Student Technology Innovation Project,China 

出 版 物：《Journal of Central South University》 (中南大学学报（英文版）)

年 卷 期：2020年第27卷第12期

页      码：3544-3566页

摘      要：大及超大断面硐室围岩稳定性控制是深部开采条件下的关键技术难题。本文根据龙固煤矿筛分产品转运硐室实际地质条件,利用FLAC3D中的Dynamic模块系统地研究了动静载荷影响下深部超大断面硐室围岩响应特性。结果表明:静载作用下围岩最大垂直应力、变形量及破裂范围均较大,其中应力集中系数为1.64,顶底板及两帮最大变形量分别为54.6 mm和53.1 mm。之后在动静载荷叠加扰动下,硐室围岩响应将发生进一步变化:(1)动载扰动频率对两帮的影响较为明显,当动载频率为160 Hz时两帮变形量较10 Hz时增大了50.1%;(2)动载强度对于围岩应力集中程度的影响最大,应力集中系数最大为2.38,塑性破坏更多的向围岩深部发展;(3)随着动载源与硐室距离的增加,硐室围岩响应在阻尼的作用下逐渐衰减并趋于静载状态。在此基础上,采用回归分析的方法获得了不同动载条件下的围岩响应经验方程,相关性系数均大于0.99。本研究成果可为相同或相似条件下深部超大断面硐室围岩稳定性控制及支护设计提供参考和借鉴。

主 题 词：深部开采 超大断面硐室 静载 动载频率 动载强度 动载源距离 

学科分类：0810[工学-土木类] 081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 0806[工学-电气类] 08[工学] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0805[工学-能源动力学] 0703[理学-化学类] 0812[工学-测绘类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1007/s11771-020-4509-5

馆 藏 号：203993001...