金属矿山节理化岩体巷道锚杆支护加固机理模拟研究.pdf

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1、V01．21，NO．9第21卷第9期中国矿业2012年9月CHINAMININGMAGAZINESep．2012金属矿山节理化岩体巷道锚杆支护加固机理模拟研究康志强，罗忠伟，贾玉波(河北联合大学矿业工程学院，河北省矿业开发与安全技术重点实验室，河北唐山063009)摘要：论文通过数值模拟手段分析研究锚杆支护对金属矿山节理化岩体巷道的加固机理，研究了锚杆支护前后岩体结构应力场和位移场的变化规律，从而判断锚杆的加固效果。模拟结果表明：锚杆加固支护极大增强了节理巷道围岩自身的承载能力，改善了巷道围岩的受力情况，限制了巷道岩体围岩的变形量，为锚杆支护在节理岩体中的应用提供了理论支持。关键词：数值模拟

2、；节理化岩体巷道；锚杆支护中图分类号：TD353．6文献标识码：B文章编号：1004—4051(2012)09—0099—04ThestudyonboltsupportreinforcementmechanismtojointedrocktunnelswithnumericalsimulationKANGZhi—qiang，LUOZhong—wei，JIAYu—bo(HebeiProvinceKeyLaboratoryofMiningDevelopmentandSafetyTechnique，CollegeofMiningEngineering，HebeiUnitedUniversity，T

3、angshan063009，China)Abstract：Thepaperanalyzesthereinforcementmechanismofjointedrockmassroadwayinmetalminebymeansofnumericalsimulationanalysis，studythevariationoftherockstructurestressfieldanddisplacementfieldbeforeandaftertheboltsupport，withthesewecandeterminethereinforcingeffectofanchors．Simulatio

4、nresultsshowthatBoltreinforcedsupportgreatlyenhancedthecarryingcapacityofjointssurroundingrock，improvetheforceconditionsofthesurroundingrock，limitthedeformationofthesurroundingrockwithroadwayrock．AlloftheseprovidetheoreticalsupportforBoltsupportinjointedrockmass．Keywords：numericalsimulation；jointed

5、rocktunnels；boltsupport锚杆加固技术其力学实质是通过人为加载或随并取得了大量的成果，为从理论上揭示锚杆的加固岩体变形被动发挥的方式，改善岩体的应力状态，从机理奠定了基础_1]。运用计算机数值计算的方法而充分发挥岩体本身的自承能力和自稳能力，保障研究锚杆的加固效应，是近年来研究锚杆加固机理岩体工程的安全性和稳定性。岩体是含有大量节理的有效手段，利用数值分析的方法可以从宏观的应裂隙损伤的天然结构体，其变形和破坏与节理裂隙力场和位移场角度，来研究加锚岩体结构的强度和的扩展和贯通密切相关。锚杆对岩体的加固效应集稳定性变化，通过分析加锚前后岩体结构场效应的中体现在锚杆对裂纹和节理

6、的止裂增韧效应上，近变化，从而判断锚杆的加固效果]。伴随着岩锚技几十年来，很多学者开展了这方面的理论研究工作，术的发展，锚固理论以及锚固效应的研究也不断深入，从而为岩锚设计和施工技术的提高，提供理论和研究的支持。尤其是岩体锚固效应的研究对于揭示收稿日期：2012-03—07锚杆作用的内在机制具有十分重要的意义。基金项目：国家自然科学基金项目资助(编号：51174071)；河北省自本文以金属矿山节理岩体巷道为原型，利用数然科学基金项目资助(编号：E2012209004)；河北联合大学培育基金项目资助(编号：LDPY007)；河北省教育厅项目资助(编号：值模拟软件对节理裂隙岩体双轨巷道锚杆支护进

7、行2011151)。数值模拟分析，进一步揭示了锚杆支护对于改善节作者简介：康志强(1974一)。男，博士，副教授，硕士生导师理巷道围岩受力状况、限制巷道围岩的变形量等方1OO中国矿业第21卷面的显著效果。lO—Oc—rom1锚杆加固节理岩体的基本原理{I，【一‘bs从国内外大量的资料可知，锚杆在节理面的2裂隙岩体巷道数值计算模型的建立剪切作用下，锚杆不仅沿着节理弱面厚度发生明显采用大型三维数值模拟软件FLAC