巷道围岩变形的有限元分析及灰色模型预报

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1、第22卷第5期辽宁工程技术大学学报2003年10月Vol.22No.5JournalofLiaoningTechnicalUniversityOct.2003文章编号1008-0562(2003)05-0632-03巷道围岩变形的有限元分析及灰色模型预报黄耀祥1王永岩2毕向阳31.河北建筑科技学院建筑工程系河北邯郸0560382.辽宁工程技术大学力学与工程科学系辽宁阜新1230003.沈阳航空工业学院辽宁沈阳110000摘要介绍了采集力学参数建立计算模式的有效方法应用有限元结构分析软件ALGOR实现分别建立统一联接COMBSST生成了支护与围岩相互

2、作用的三维有限元模型分析了模型各结点的位移及受力情况计算了巷道围岩变形又应用灰色系统理论对围岩未来力学行为及可能出现的破坏进行了预报并对灰色模型的建模条件和预报精度作了分析比较为巷道支护设计和围岩控制提供了理论依据关键词围岩变形ALGOR有限元模拟分析灰色系统理论预报中图号TU454文献标识码AFiniteelementanalysisandgraymodelpredictionoftunnelsenclosingrock’sdeformationHUANGYao-xiang1,WANGYong-yan2,BIXiang-yang3(1.Depar

3、tmentofArchitectureEngineering,HebeiInstituteofArchitecturalScience&Technology,Handan056038,China;2.DepartmentofMechanicsandEngineeringScience,LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin123000,China;3.ShenyangInstituteofAviationIndustry,Shenyang110000,China)AbstractTheeffectivemethodsof

4、collectingstonemechanicalparametersandestablishingcalculationmodelwereintroduced.Threedimensionfiniteelementmodelofinteractionbetweensupportandenclosingrockwasbuiltintermsofthemethodofseparateestablishmentandunitedcombination(COMBSST)withthesoftwareALGORinfiniteelementconstruc

5、tionanalysis.Everynode’sdisplacementandstressofthemodelwasanalyzedandtunnelenclosingrock’sdeformationwascalculated.Enclosingrock’sfuturemechanicalbehaviorandprobabledamagewereforecasted,inthelightofgray-systemtheory;meanwhile,modelingconditionandprediction’sprecisionofgraymode

6、lswereanalyzedandcompared.Theoryfoundationisprovidedforundergroundsupportdesignandenclosingrockcontrol.KeywordsenclosingrockdeformationALGORfiniteelementanalysisgray-systemtheoryforecasting0引言我国煤矿分布之广矿井岩石种类之多围岩的岩石力学性质差异之大给巷道掘进和支护的设1力学参数的采集计都带来了一定的困难有些已经生产的煤矿随着在岩土工程中位移量的测试最容易实现

7、并开采工作面的加深地应力加大巷道围岩变形加且具有较高的可靠性在矿压实测现场我们用高剧不仅使得巷道掘进和支护的难度也越来越大灵敏度大量程位移计KY82型顶板动态仪测量围岩而且围岩未来力学行为巷道压力的变化可能引发位移用钢弦式压力盒测量围岩压力其探头性能的破坏的不确知性给煤矿的安全生产带来了威胁稳定并便于多点远距离长期监测岩石试件的力学作者旨在探求一个用于巷道掘进和支护设计围岩参数的采集分别用三轴压力实验机测定和查表获变形预报的计算机辅助方法为围岩控制支护选得见表1择掘进技术提供理论根据和技术参考收稿日期2002-10-12基金项目国家自然科学基金资助

8、项目50274041作者简介黄耀祥1945-男上海人副教授本文编校赵娜第5期黄耀祥等巷道围岩变形的有限元分析及灰色模型预报