基于双屈服面模型的圆形软岩巷道围岩变形弹塑性解

作者：李浩; 白海波; 武建军; 孟庆彬; 王迎超; 赵慧明; 黄卫星; 马凯; 郑磊

来源：煤炭学报, 2017, 42(04): 833-841.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.2016.0744

• 双屈服面模型
• 加载面
• 非关联流动法则
• 非线性应变软化
• 圆形巷道
• 弹塑性解

软岩巷道过大的径向位移对煤矿生产有较大影响。基于双屈服面模型,利用某种泥岩材料的常规三轴实验数据,分别拟合了以第一、第三塑性主应变(ε1p,ε3p)为硬化参量的加载面,根据对完全加载假设的验证,推导了此泥岩材料的非关联流动法则,得到了围岩塑性区范围和径向位移的解。研究结果表明:该泥岩材料的2个加载面形式为二次函数,各项系数均可表示为ε1p或ε3p的一次函数,由此确定塑性应变增量分量的大小;推导出的非关联流动法则中含有常数项,其原因为:在加载过程中,会先达到以ε3p为硬化参量的加载面,当ε1p恰好为0时,ε3p即为该常数的值;考虑了岩石的非线性应变软化特征,排除了"人为假定流动法则"等主观因素的干扰,求解了塑性区范围和径向位移的解析解,得到了在一定地应力和该岩性条件下二者与开挖半径的线性拟合公式。

• 单位
  深部岩土力学与地下工程国家重点实验室; 中国矿业大学; 中国矿业大学（北京）