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题名高渗透压和不对称围压作用下深竖井围岩损伤破裂机理
被引量：11
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作者
刘力源
纪洪广
王涛
裴峰
权道路
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机构
北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室
北京科技大学土木与资源工程学院
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出处
《工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期715-722,共8页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2016YFC0600801)
国家自然科学基金资助项目(51874014,51534002)
+1 种基金
北京市自然科学基金资助项目(2204084)
中央高校基本科研业务费资助项目(FRF-TP-19-027A1)。
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文摘
随着矿产资源开采深度的不断增大,地应力、地温和孔隙水压随之显著增大,岩石的非线性力学行为更加凸显.针对高渗透压和不对称围压作用下深竖井围岩损伤破裂问题,构建了流固损伤耦合效应力学分析模型,分析了流固耦合条件下深竖井开挖围岩有效应力,探讨了孔隙水压及地应力场对围岩损伤破裂演化的作用机制.研究结果表明:孔隙水压及孔隙水压梯度越大围岩损伤破裂区面积越大,围岩损伤破裂区面积随围岩渗透率的减小逐渐增大并趋于稳定;地应力场对围岩破裂形态具有重要控制作用,最大水平主应力与最小水平主应力差异较小时,围岩损伤破裂区集中在最小水平主应力方向,以剪切损伤为主,最大水平主应力与最小水平主应力差异较大时,在最大水平主应力方向上会产生拉伸损伤破裂区.值得关注的是,由于孔隙水压的存在,最大有效水平主应力与最小有效水平主应力之间的比值增大,即围岩发生拉伸破坏的风险增大.本文研究表明,竖井选址和设计过程中应避开构造应力大、孔隙水压大的区域,从而保障井筒施工安全.
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关键词
深竖井
高渗透压
不对称围压
损伤破裂
数值模拟
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Keywords
deep shaft
high pore pressure
asymmetric geostress
damage
numerical simulation
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分类号
TD315
[矿业工程—矿井建设]
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