新锐特刊中国矿业大学北京赵洪宝教
?????????? https://yyk.familydoctor.com.cn/2831/创新点(1)针对非静水压力条件下巷道围岩偏应力分布与应变能密度分布规律进行了深入研究，基于应力lode角分析了三种主导型应力场中巷道围岩偏应力场分布规律，得到了三向应力条件下围岩偏应力表达式。(2)根据应力lode角变化条件，分析了不同偏应力比M(M=q/p)时巷道围岩应变能密度分布规律，得到了不同应力情况下巷道围岩破坏规律，采用数值模拟进行了验证。1作者赵洪宝1,2,程 辉1,王 磊2,刘一洪1,吉东亮1,张一潇12单位1.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院；2.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室3研究背景目前针对巷道围岩偏应力场与破坏规律的研究,往往是将巷道简化为平面问题,不考虑巷道在三向应力非静水压力条件下巷道围岩偏应力分布特点与破坏形态,此时,相当于忽略巷道轴向方向的应力作用,对于巷道任意围岩单元而言,其力学强度会被高估,造成围岩破坏范围理论分析结果小于真实值,从而造成一定的工程隐患。因此,针对三向应力状态下巷道围岩稳定性的理论分析有待进一步探究。笔者基于前人研究成果,对三向应力非静水压力条件下巷道围岩偏应力与应变能密度分布规律进行了深入研究,从而反映巷道围岩破坏形态,最终通过数值模拟与工程现场对理论进行了验证。4摘要通过理论分析对受三向应力非静水压力条件下的巷道围岩偏应力场与应变能密度分布规律进行了深入研究,以此来探究巷道围岩破坏规律,巷道塑性区数值模拟结果与现场工程实例验证了理论结果的正确性。研究结果表明:①非静水压力条件下,不同的主导型应力场中,巷道围岩偏应力场分布规律差异较为明显。σx主导型应力场中,巷道顶底板偏应力大于两帮;σy主导型应力场中,巷道顶底板与两帮偏应力大小差别不大;σz主导型应力场中,巷道两帮处的偏应力大于顶底板。主导应力值的变化会引起巷道围岩偏应力分布数值上的变化,不引起偏应力分布形态的改变。②等p、等q时,在σx与σy主导型应力场中,巷道顶底板应变能密度大于两帮,而在σz主导型应力场中,巷道两帮应变能密度大于顶底板。等p、不等q情况下,3种主导型应力场中,巷道顶底板与两帮应变能密度均随偏应力比M的增大而增大;等q、不等p情况下,巷道顶底板与两帮应变能密度均随偏应力比M的减小而增大。③三向应力状态下,巷道围岩应变能密度分布规律可以反映塑性区形态。M1时,任意主导型应力场中,巷道围岩应变能密度呈椭圆形分布,M1时,巷道围岩应变能密度呈“8”字形或“X”形分布。处于σx主导型应力场中的巷道需注重巷道顶底板的支护;对于σy主导型应力场,巷道在围岩条件较差时,应注重全断面支护;对于σz主导型应力场,需注意围岩塑性区出现“X”形扩展。④回坡底巷围岩偏应力场与应变能密度均呈倾斜的“8”字形分布,工程现场与巷道围岩偏应力场及应变能密度分布规律相互验证。基于理论分析结果,对回坡底巷提出非对称性支护技术,现场应用效果良好。5部分图片巷道受力与围岩应力状态示意等p、等q条件下应力与θσ关系巷道围岩主应力分布巷道围岩最大主偏应力场分布不同偏应力比情况下3种主导型应力场中巷道顶底板与两帮应变能密度分布等p、不等q情况下巷道围岩应变能密度分布等q、不等p情况下巷道围岩应变能密度分布巷道围岩塑性区模拟结果巷位置与工作面分布巷围岩偏应力S1分布巷道破坏情况与断面支护巷围岩应变能密度分布巷道围岩塑性区巷支护改进方案作者简介赵洪宝，男，年6月生，山东德州人，现任中国矿业大学（北京）能源与矿业学院教师、教授、博士生导师、越崎杰出学者，美国南加州大学访问学者，兼任中国煤炭学会青年工作委员会委员、中国岩石力学与工程学会岩石测试技术专业委员会委员；是国家自然科学基金项目函评专家、煤炭工业协会科技奖励函评专家、教育部学位论文评议专家以及10余种国际国内期刊的审稿专家。先后主持国家级科研课题4项，省部级科研课题10余项，校企合作研究课题10余项。研究方向矿山岩体力学，岩层控制，瓦斯灾害预测与防治等方面的研究工作主要成果致力于三向应力状态下的巷道稳定性分析、近距离煤层回采巷道破坏失稳机理与控制措施的研究。提出了煤柱留设与巷道围岩控制的耦合影响效应，给出了煤柱应力集中等偏载应力状态下煤岩样内部微结构与表面裂纹的扩展规律。在《煤炭学报》、《InternationalJournalofRockMechanicsandMiningSciences》等国内外重要学术期刊发表学术论文60余篇，获权发明专利6项、软件著作权3项；获省部级科研奖励7项，出版专著2部。赵洪宝教授相关成果1.赵洪宝,程辉,王磊,等.非静水压力条件下巷道围岩偏应力场分布特征与围岩破坏规律[J].煤炭学报,,46(2):-.2.赵洪宝,张欢,王宏冰,等.采空区瓦斯体积分数区域分布三维实测装置研制与应用[J].煤炭学报,,43(12):-.3.赵洪宝,胡桂林,王飞虎,等.局部荷载下含中心孔洞煤体裂纹扩展特征量化分析[J].煤炭学报,,42(4):-.来源：赵洪宝,程辉,王磊,等.非静水压力条件下巷道围岩偏应力场分布特征与围岩破坏规律[J].煤炭学报,,46(2):-.ZHAOHongbao,CHENGHui,WANGLei,etal.Distributioncharacteristicsofdeviatoricstressfieldandfailurelawofroadwaysurroundingrockundernon-hydrostaticpressure[J].JournalofChinaCoalSociety,,46(2):-.责任编辑：黄小雨编辑整理：郭晓炜审核：常琛End往期精彩联系我们联系人：郭晓炜--邮箱：guoxiaoweichinacs.org.cn网址：
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