【摘 要】
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以会泽铅锌矿深部巷道受到开挖卸荷和爆破扰动作用为工程背景,采用数值模拟软件FLAC3D、ANSYS、Tecplot,进行了开挖、动静组合作用以及真三轴加卸荷和加卸荷扰动组合作用下的
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以会泽铅锌矿深部巷道受到开挖卸荷和爆破扰动作用为工程背景,采用数值模拟软件FLAC3D、ANSYS、Tecplot,进行了开挖、动静组合作用以及真三轴加卸荷和加卸荷扰动组合作用下的模拟分析,研究了深部岩体卸荷和扰动作用下的力学演化规律,分析围岩失稳过程和破坏机理:(1)在开挖作用下,巷道肩部和斜底脚处会产生集中应力,且斜底脚的应力集中最为明显,而最大形变量位于巷道帮部,巷道的应力与形变位移在靠近开挖面时都会偏转向巷道内壁,并具有滞后性,在靠近巷道内壁围岩越近的地方位移速度大,围岩表现出松弛现象,离巷道内壁越远的区域位移速度小,围岩形变空间变小,有应力集中现象,表现出压密特征。(2)扰动作用下,随动应力峰值的增加,巷道拱肩集中应力逐渐消失,斜底脚集中应力增加,拱顶和帮部形变最大,而底部位移矢量在动应力作用下会发生偏转,形变反而减小;应力与形变位移在靠近开挖面时都会偏转向巷道内壁,并具有滞后性;随动应力峰值增加,巷道围岩形成卸荷区、应力集中区、应力衰减区。(3)在真三轴加卸荷条件下,最大主应力主要分布在孔洞两侧,在轴向加载作用下,加载面边角处有较大的集中应力产生,且孔洞两侧壁的局部集中应力和最大剪应力逐渐远离孔洞壁面,而试件中最大形变区域在不同的加载阶段不断地发生改变,试件的塑性破坏是由右上角和右下角塑性区先后与孔洞壁塑性区贯通形成的宏观破坏,且剪应力在试件的破坏过程中占主导作用。(4)在真三轴加卸荷动力扰动条件下,集中应力主要分布于孔洞的两侧和扰动加载面四周,与仅受轴向静载作用不同,在动应力作用下,试件右上角有零碎的独立应力区域和褶皱状的应力等值线产生,当扰动应力峰值大于20MPa时,孔洞左侧壁的集中应力大于右侧壁,而系统的最大形变位于卸荷面,通过对应变能的研究发现,破坏是由逐渐增加的塑性应变能造成的。
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