动力灾害过程中锚杆支护的极限承载能力数值模拟研究

魏明尧; 张守文

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.04.005

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (04) : 37 -45. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.04.005

动力灾害过程中锚杆支护的极限承载能力数值模拟研究

魏明尧, 张守文

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摘要

通过对深部巷道遭受冲击扰动的应力动态演化和围岩破坏的过程进行数值模拟,分析了锚杆与围岩的耦合体系承载冲击的能力,得到了深部锚杆支护巷道抵御动力冲击能力的规律。研究结果表明:水平方向的冲击应力波对巷道底脚和顶板破坏最严重,造成巷道断面挤压变形,同时引起冲击扰动壁面岩块受应力波叠加作用产生弹射;一定的锚杆支护结构在其承载范围能够抵御相应强度的动力冲击,但在更强冲击荷载下对巷道造成的破坏严重加剧,致使锚杆大量失效,并最终导致整个支护体系完全失去支护能力;冲击扰动对靠近扰动源壁面破坏严重,对其他壁面影响较小;原岩应力大小对冲击破坏影响明显,采深越大,冲击扰动造成围岩变形幅度越大,锚杆支护体系破坏更严重。研究结果为进一步开发深部巷道抗冲击破坏稳定性控制技术及制定方案提供了依据。