【摘 要】
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为了探索富水岩层中开挖巷道的变形破坏问题,基于流固耦合分析理论,推导出了流固耦合数学模型,运用FLAC-3D中的等效连续介质渗流模型及FISH语言,实现了巷道开挖后围岩流固耦
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为了探索富水岩层中开挖巷道的变形破坏问题,基于流固耦合分析理论,推导出了流固耦合数学模型,运用FLAC-3D中的等效连续介质渗流模型及FISH语言,实现了巷道开挖后围岩流固耦合效应的模拟,探讨了渗流场及场内流动矢量的分布特征,针对围岩塑性区、应力场及变形规律与未考虑流固耦合时进行了对比分析。在流固耦合模式下,研究了开挖步长、开挖工序以及开挖截面形状对孔隙水压力、拱顶竖向位移和巷道涌水量的影响规律。结果表明:与未考虑流固耦合的结果相比,考虑流固耦合时围岩塑性区范围和剪切带尺寸均有所增大,竖向总应力σzz相对增大了10%;流固耦合模式下,巷道围岩中形成了一个类似降水漏斗的形状,在巷道拱脚处流动矢量分布密集而且数值较大;随着开挖步长的增大,巷道拱顶孔隙水压力及竖向位移则有所减小,涌水量则有所增大;从孔隙水压力、竖向位移和涌水量的角度分析,台阶法开挖巷道明显优于全断面法;不同截面形状巷道围岩渗流场及场内流动矢量分布不尽相同,不同地质条件下开挖巷道应选择适合的巷道截面形状。
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