基于DP准则的巷道围岩塑性区影响因素分析

围岩塑性区的扩展是巷道事故频发的根本原因，确定塑性区影响因素及其发展规律对煤矿的安全生产至关重要。基于DP准则推导出非均匀场下的围岩塑性区边界方程，对非圆形截面巷道进行当量半径折算，分析不同侧压系数下塑性区形态，采用单因素法分析不同DP准则的塑性区影响因素。研究结果表明：当侧压系数在0.6～1.5范围时，塑性区呈椭圆形分布；当侧压系数小于0.6或大于1.5时，塑性区呈蝶形分布。巷道地压和围岩岩性显著影响了塑性区的形态及范围，根据工程实际合理选取巷道位置，能够有效降低巷道支护的难度及成本。中间主应力对巷道围岩塑性区范围的影响有着强烈的区间性。巷道支护可以通过注浆来改善岩体的黏聚力、内摩擦角，进而减小塑性区范围，但这一作用效果有限。塑性区半径随着支护阻力的增大而线性减小。根据不同DP准则计算出的塑性区半径有所差异，合理运用DP屈服准则既能够保证煤炭生产的安全性，又能够降低工程造价。