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热力耦合作用下深井巷道围岩变形规律研究

作　者: 黎明镜
导　师: 荣传新
学　校: 安徽理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 深井巷道热力耦合围岩变形 ANSYS
分类号: TD325
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 61次
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内容摘要

深部岩体处于高地应力、高地温、高岩溶水压和强烈采掘扰动的复杂环境,其非线性大变形动力现象极为突出,导致深部资源开采中重大灾害事故增多,使得深井巷道经常需要返修和重新支护。因此有必要对深井巷道热力耦合作用下围岩的变形特征及围岩长期变形规律进行深入研究。本文采用有限元程序ANSYS计算了不同通风工况下围岩的温度场分布,对深井巷道开挖后围岩的应力和变形进行热力耦合数值模拟,并结合现场实测结果,计算了围岩变形的时间效应,数值计算结果与实测值吻合程度较好。计算结果表明考虑热力耦合作用计算的巷道围岩应力比不考虑耦合作用时要增大约4MPa,巷道围岩变形量增大约26%左右,最大应力差值位于径向深度约为1.5m处。热力耦合对围岩应力和位移的影响在径向深度为0-7.6m的范围内影响较为显著；径向深度在7.6m-14m范围内,影响很小；径向深度大于14m,则可视为无影响。实测结果表明,深井巷道围岩长期变形在开挖30天左右的时间内,变形速率较快,变形特征对应于岩石蠕变曲线中的初始蠕变阶段；巷道开挖30天后,变形速率开始逐渐变小,围岩变形特征对应于稳定蠕变阶段。同时根据围岩变形实测结果,对深井巷道围岩进行动态加固,确保了深井巷道工程的施工和运营安全。图[70]表[3]参[42]

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-20
  1.1 课题的来源与背景  11
  1.2 国内外研究现状  11-18
  1.3 本文的研究内容与方法  18-20
2 深井巷道围岩变形的影响因素  20-33
  2.1 高应力对围岩的力学特性的影响  20-21
  2.2 高应力对围岩流变特性的影响  21-23
  2.3 温度变化围岩对变形的影响  23-28
  2.4 热力耦合作用的计算理论  28-31
  2.5 小结  31-33
3 热力耦合作用下深井巷道围岩变形的数值模拟  33-60
  3.1 ANSYS软件简介  33
  3.2 计算模型  33-36
  3.3 围岩温度场的数值模拟  36-41
  3.4 围岩热力耦合分析  41-59
  3.5 小结  59-60
4 深井巷道围岩变形的时间效应  60-74
  4.1 围岩蠕变的数值分析  60-65
  4.2 围岩长期变形的现场实测  65-71
  4.3 围岩长期变形规律  71-73
  4.4 小结  73-74
5 结论与展望  74-75
  5.1 结论  74
  5.2 展望  74-75
参考文献  75-78
致谢  78-79
作者简介及读研期间主要科研成果  79

热力耦合作用下深井巷道围岩变形规律研究

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