覆盖层厚度对巷道周围应力分布的影响及巷道间相互作用的仿真

给出了覆盖层厚度对巷道周围应力分布的影响及巷道间相互作用的计算机仿真，用三维有限元法分析了在不同覆盖层厚度下巷道周围的应力分布和两个巷道之间不同距离下的相互作用。数值模拟表明了巷道周围应力分布和应力集中系数随覆盖层厚度增加的变化规律，找到了两巷道之间的距离的临界值，当两巷道间距离大于该临界值时，它们之间的相互作用消失。     

直墙拱形巷道围岩应力场分析

为得出直墙拱形巷道围岩应力分布规律,应用复变函数弹性理论推导了直墙拱形巷道围岩应力分布的解析表达式。对直墙拱形巷道边界的围岩应力和巷道水平线方向的围岩应力分布规律进行分析,并考虑直墙拱形巷道断面高宽比和侧压系数对其影响规律。研究表明：在不同巷道断面高宽比、侧压系数下,直墙拱形巷道围岩应力集中区域主要集中在直墙底部底角处、拱形顶板中点附近和底板中部3个位置。不同巷道断面高宽比下,直墙拱形巷道沿水平线的应力分布规律基本相同。侧压系数大于1时,采用巷道断面高宽比小于1较有利于巷道稳定;侧压系数小于等于1时,采用巷道断面高宽比大于1较有利于巷道稳定。     

椭圆型孔口周围全空间应力场分布的复变函数解法与仿真分析

采用复变函数方法,结合计算软件的符号运算系统对椭圆型孔口周围应力场进行了推导,得到了椭圆周围全空间应力场的解析表达式,并对外载荷沿着椭圆长轴的情况进行了仿真分析。结果表明：随着场点与坐标原点距离增大,相应的应力逐渐降低;当场点与坐标原点的距离远大于孔口限度时各应力分量都趋于定值;对与坐标原点距离相同的场点的各应力分量值有一定的起伏和对称性变化的特征。     

巷道围岩应力分布影响因素的研究

通过有限元计算和光弹模拟方法对影响巷道自稳结构形状的因素进行了探讨，分析了埋深，侧压秒数，巷道形状及裂隙等因素的变化对集中应力圈的作用，为合理选择巷道支护手段提供依据。     

基于对数应变的圆形巷道围岩开挖应力分析

针对长的圆形巷道,围岩为均质、各向同性的弹性体,基于对数应变,采用变形后的坐标,建立了由应力表示的平衡微分方程和变形协调条件;根据开挖问题的边界条件,采用改进的Eu-lar法提出了该非线性微分方程组的数值求解方法;最后通过算例,根据不同的力学性质参数弹性模量,分析计算了巷道在开挖作用下围岩应力和变形的分布规律与特征,计算结果显示:当相对弹模小于10时,大应变效应十分显著,有明显不同于小应变模型的结果.     

均匀地应力场下圆巷围岩应力时空演化分析

围岩应力状态具有显著的时空效应.围绕巷道开挖围岩应力演化过程,采用西原模型初步解析了均匀地应力场下圆形巷道围岩应力分布的时空效应问题,并探讨了时间、空间等相关参数的相关性.研究表明:采用西原模型能充分反映围岩应力松弛效应,三向应力均随时间推移而衰减,最终稳定于某一平衡状态;在成洞初期,应力集中越明显,应力松弛越显著;围岩力学松弛行为是时空函数,径向应力随开挖面后方距离增大而减小,环向应力刚好相反,而轴向应力保持不变.该研究可为岩体巷道工程稳定性预测与评估提供理论基础.     

原岩应力分布状态在地下巷道设计中的应用

地下巷道开挖后，其周围应力产生重新分布，形成二次应力状态，产生应力集中。 二次应力函数σ＝ｆ（σ０），推导出空间二次应力函数的表达式。通过实例计算，研究了不同原岩应力状态下巷道断面上应力椭圆形状和二次应力的大小，进而得出巷道的走向与最大主应力的关系。     

高应力回采巷道围岩破裂机理及危险性评价

用弹塑性力学中的复变函数方法求解了巷道围岩的应力函数,研究了高应力回采巷道围岩破裂机理,提出了用危险函数来评价巷道围岩破裂的危险性和确定滑移面分布特征的方法.结果表明:对一定特定内摩擦角(φ0)的巷道围岩,只有当q/C≥4.1156e0.0606φ0时,巷道围岩才会出现破裂区.当15°≤φ0≤23°时,围岩裂隙向巷道表面及深部两侧方向扩展而形成一定范围的破裂区;当23°<φ0≤60°时,围岩承载能力升高,围岩裂隙由巷道表面向巷道深部方向扩展.在工程实践中,此方法有效控制了围岩的变形.     

层状地层中矩形隧洞围岩应力及位移

为从理论上探析层状地层中隧洞围岩应力和位移求解问题,基于Покровский当层法理论,将层状地层转化为均质地层,再利用复变函数将坐标平面z上均质地层中矩形隧洞映射为复平面ζ的单位圆。首先,针对浅埋隧洞,阐述计算其应力及位移的方法;其次,针对深埋隧洞,通过求解解析函数Φ(ζ)和Ψ(ζ),得出层状地层中深埋矩形隧洞围岩应力,进而获得围岩应变和位移;最后,针对某具体矩形隧洞,借助MATLAB软件求解其解析函数Φ(ζ)和Ψ(ζ),研究围岩侧压力系数、边界力和隧洞高宽比等对隧洞围岩应力的影响。     

应力波作用下巷道围岩层裂结构的稳定性研究

通过对巷帮围岩的受力特点分析,揭示了巷帮层裂结构形成的原因,并利用板的稳定性原理推导了应力波作用下层裂结构稳定的临界应力.并采用LS-DYNA软件,对扰动应力波作用下巷帮围岩层裂破坏结构的形成过程、巷道埋深对层裂结构形成的影响进行了有效的数值模拟,得到了一定巷道围岩应力状态下巷帮围岩层裂结构的形状、厚度等特征.结果表明:给定应力波强度条件下(pmax=15 MPa)巷帮围岩层裂破坏结构的形成与巷道的埋深有关,若H＜500 m,即可避免层裂结构的形成.当H≥500 m时,随着埋深的增加,巷帮层裂的范围有增大趋势,使得层裂结构失稳时,释放能量加大,向巷道内涌出的岩体量增加,预示着发生冲击矿压的强度变大.     

矿柱应力分布函数的拟合检验

矿柱应力分布函数的拟合检验是矿柱结构可靠度分析的基础。本文采用矿柱应力解除试验所测得的矿柱应力值,作为矿柱应力的抽样试验,利用柯尔莫哥洛夫检验法对其进行分布函数的拟合检验,并采用安德森与达林检验法进行了验证,获得了满意的结果。结果表明：矿柱应力的分布函数服从正态分布的假设。     

金沙洲大桥主桥墩空间应力分析

采用通用有限元软件ANSYS，计算了金沙洲大桥空心桥墩的空间应力分布．首先将大桥空心桥墩离散为由块体单元组成的空间结构，然后考虑上部桥梁结构自重和活载作用，进行了空心墩的空间应力分析，得出了墩顶实体段和中间区段的空间应力分布，结果表明原设计空心桥墩最大应力超过了规范的限值．文中提出加厚顶板和调整隔板位置的改进措施，计算表明修改后空心桥墩的最大应力和位移均有较大的改善，为大跨度桥梁空心桥墩的设计提供了参考。     

采场地应力分布规律及对巷道围岩稳定性影响分析

采用空芯包体应力法对桃园煤矿二水平地应力大小和方向进行了现场测试,由实测结果可知,二水平岩体地应力场宏观上属于水平构造应力场,最大和最小主应力倾角均值小于10°,最大主应力是最小主应力的1.58～1.84倍,中间主应力与垂直应力较为接近,随埋深的增加垂直应力相应增大。依据巷道轴向与最大水平主应力方向倾斜程度,对二水平采区主要巷道进行了稳定性分析,26.8%的主要大巷和66.7%的采区巷道受最大水平主应力影响为3级,表明主要大巷布置较为理想,而采区巷道矿压显现剧烈,还有较大的优化空间。     

集中应力影响下破碎围岩巷道支护技术研究与应用

新柳煤矿受井田范围内小窑越层越界开采影响,且随着矿井开采深度不断延伸,在回采下层煤过程中,造成回采巷道围岩松散破碎、自稳性差、矿压大且来压迅速。针对复杂的地质条件,该矿在回采巷道掘进过程中最终采用锚杆、锚索、W钢带、网＋25#U型钢棚联合支护形式,有效控制了巷道的强烈变形,提高了掘进速度和降低了后期维护成本,取得了良好的支护效果。     

围岩不同模量特性对巷道应力和变形的影响研究

矿山巷道围岩具有典型的拉压不同模量属性,在目前巷道围岩应力分析中,往往因忽略该性质而导致误差,甚至给工程带来安全隐患。针对这一问题,编写了不同模量有限元程序,给出巷道围岩二次应力场和位移场随着不同模量系数α的变化规律,并与经典弹性理论的计算结果相比较,得出了不同模量系数α的影响范围,为巷道支护设计提供了新的理论依据。     

综放回采巷道围岩力学特征实测研究

通过对综放面回采巷道围岩的深部位移、表面位移、应力分布以及支架荷载的实测分析，得出综放面回采巷道围岩力学特征分布规律．研究表明，临近工作面巷道围岩处于支承压力降低区，支架荷载下降，但支架和围岩变形最剧烈，表明巷道围岩处于岩石峰后的力学状态．围岩变形主要发生支承压力影响区，合理的巷道支护应能控制采动影响剧烈阶段的围岩变形，顺槽支护设计理念应从载荷控制向变形控制转变．     

高应力回采巷道围岩变形特征及协调支护技术研究

为了研究高应力条件下回采巷道围岩变形特征,以石板沟煤业18002工作面回风巷为研究对象,根据该巷道工程地质特点,采用FLAC3D数值模拟软件,分析高应力工作面回风巷的变形影响因素,提出高预应力高强锚杆与锚索协调支护的总体思路．分析可知,围岩变形较大是多重原因综合作用的结果;采用高预应力高强锚杆．锚索协调支护对高应力巷道围岩变形控制效果明显;工业性试验结果表明,该技术能有效控制巷道围岩变形,为矿井安全生产创造条件,并取得较好的效果．     

运用解析方法分析量子点的应力应变分布

运用解析方法对量子点的结构进行分析,通过对积分核函数进行计算,可以得到各种量子点结构的应力应变分布. 同时,对常见的金字塔形和圆锥形等量子点的结构进行了具体分析,并且与有限元方法计算得到的结果进行了比较. 结果证明,这种方法能更加普遍地得到量子点结构的应力应变分布,提高了计算速度,可以方便地应用于量子点的电子能级计算.     

深井巷道围岩应力及变形规律的数值分析

采用非线性有限元法，对深井巷道围岩应力及变形状态进行了数值计算．分析了巷道埋深、围岩性质和断面形状对围岩变形的影响．结果表明：当巷道埋探小于某一临界深度时，巷道周边围岩移近量随巷道埋深增加呈线性增加；当超过临界深度时，巷道围岩移近量呈现指数规律增加趋势．围岩变形破坏的临界深度取决于围岩的力学性质及巷道断面形状等因素．