深部断续节理岩体中渗流对巷道稳定性影响的数值分析  

Numerical analysis of influence of seepage on stability of roadway in deep rock mass with intermittent joints

作　　者：左宇军[1,2] 李术才[3] 朱万成[4] 张义平[1,2] 

机构地区：[1]贵州大学矿业学院,贵阳550003 [2]贵州大学贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室,贵阳550003 [3]山东大学岩土与结构工程研究中心,济南250061 [4]东北大学岩石破裂与失稳研究中心,沈阳110006

出　　处：《岩土力学》2011年第S2期586-591,共6页Rock and Soil Mechanics

基　　金：973计划(No.2007CB209407);国家自然科学基金(No.50874020;No.50934006;No.50874024);贵州省自然科学研究重点项目(黔教科2010003);贵州省高层次人才科研条件特助经费;贵州大学引进人才科研项目支助

摘　　要：应用自主开发的岩石破坏过程渗流与应力耦合分析软件F-RFPA2D,通过对高应力节理岩体中巷道的失稳破坏过程所进行的数值模拟分析,研究了深部断续节理岩体中地应力及渗流对巷道稳定性的影响。模拟结果不但直观形象地给出了巷道的渗流场、应力场、破坏区分布,而且得到了巷道周边关键部位的位移变化情况,并与无地下水的稳定性进行了比较。结果表明,岩体中断续节理与地应力及渗流相互作用,对巷道失稳的演化起了重要作用,如巷道与节理的相对方位决定了巷道坍塌的方向;岩桥对巷道的稳定起了重要的作用;虽然渗流应力加速了巷道的失稳破坏,但没有改变高地应力对巷道的主要破坏模式。该研究对于进一步理解深部岩体中节理、地应力及渗流对巷道稳定性的影响进而采取有效的加固措施具有重要的理论和实践意义。应用自主开发的岩石破坏过程渗流与应力耦合分析软件F-RFPA2D,通过对高应力节理岩体中巷道的失稳破坏过程所进行的数值模拟分析,研究了深部断续节理岩体中地应力及渗流对巷道稳定性的影响。模拟结果不但直观形象地给出了巷道的渗流场、应力场、破坏区分布,而且得到了巷道周边关键部位的位移变化情况,并与无地下水的稳定性进行了比较。结果表明,岩体中断续节理与地应力及渗流相互作用,对巷道失稳的演化起了重要作用,如巷道与节理的相对方位决定了巷道坍塌的方向;岩桥对巷道的稳定起了重要的作用;虽然渗流应力加速了巷道的失稳破坏,但没有改变高地应力对巷道的主要破坏模式。该研究对于进一步理解深部岩体中节理、地应力及渗流对巷道稳定性的影响进而采取有效的加固措施具有重要的理论和实践意义。

关 键 词：深部岩体 断续节理 渗流 巷道稳定性 数值试验 

分 类 号：P634.1[天文地球—地质矿产勘探] TU45[天文地球—地质学]