浅谈深部巷道锚网喷支护结构的数值模拟与优化设计研究

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1、安徽理工大学硕士学位论文深部巷道锚网喷支护结构的数值模拟与优化设计研究姓名：乔成申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：汪仁和20090601摘要本文探讨了深部巷道开挖过程中及开挖之后变形的一般性规律，讨论了影响巷道变形的主要因素，通过对实际工程的实测数据的分析，有针对性的对钱营孜煤矿巷道开挖之后的应力场和位移场进行了讨论，将数值模拟与实测数据进行了对比分析。由于开挖施工的影响，原岩受到扰动，数值分析过程中并不能直接把实验测得的岩石强度等数据直接使用，需要对原岩的弹性模量等进行折减才是比较真实的岩石特性。因

2、此采用了可以合理考虑开挖等施工因素影响的本构模型—Hoek．Brown强度准则。作为该准则中影响强度折减程度的参数—GSI指标，在本文中论述了GSI指标的确定和应用。建立了基于定量指标Jv的Hoek．Brown强度参数a和S的线性修正公式，并成功将该强度准则应用于数值模拟之中，取得了比较理想的分析结果。在本文的数值模拟分析当中，利用FLAC3D内置的Fish语言，通过结构单元函数Snear()、Scid()等及自定义的功能函数成功的实现了cable单元与liner单元节点的自动连接、连接属性和锚杆节段属性的自

3、动设置，实现了巷道支护三维问题中锚杆的端锚效果，使分析结果更加合理可靠。通过实测数据和数值模拟的对比分析，对钱营孜煤矿风井巷道的锚喷支护参数提出了优化方案。经实践证明，优化结果合理，支护效果较好。本文的分析为其他深部巷道的锚网喷支护提供了有益的借鉴。图【78】表【181参[391关键词：巷道开挖Hoek-BrownGSI位移场锚杆支护数值模拟分类号：(TD353)AbstractThispaperdiscussesthegenerallawsofdeformationinandaftertheprocesso

4、fdeeproadwayexcavation．Themainfactorsinfluencingthedisplacementofroadwayarediscussed．ByanalyzingthedataofactualmeasurementfromtheroadwayofQianyingzicoalmine，thestressfieldanddisplacementfieldaftertheexcavationofroadwayarediscussed，resultsofnumericalmodeling

5、andfieldtestarecompared．Asaresuhoftheimpactofexcavation,thestrengthofintactrockisdisturbed，SOthestrengthinputparameterinnumericalanalysisCan’tusethedatadirectlyfromfieldtest,areductionisneeded．Forthispurpose，afailurecriterion--Hoek-Brownfailurecriterionwhic

6、kcanconsiderthestrengthreductionhasbeenapplied．Aspartofthecriteriathataffecttheparametersofthedegreeofstrengthreduction--GSIindex，hasbeendiscussedabout。thedeterminationandapplication．BaseonthequantitativeparameterJv，alinearformulatoattaintheparameteraandSfo

7、rHoek—Browncriterionwasestablished．Inthenumericalanalysisofthispaper,usingthebuilt—inFishlanguageofFLAC3D，accomplishedthepartialresingroutrockboltbyuseofFISHlanguageinFLAC3D，throughthestructureelementfunctions_fiear()，scid()，etc．anduserdefinedfunctioncreate

8、linksbetweenendpointofrockboltandnodeofconcretelinerautomatically,setthepropertyoflinkandcableSelautomatically．Achievethepartialanchoredrockboltinthreedimensionproblem．Sotheanalysisismorereasonableandr