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基于数值模拟的软岩巷道底鼓机理实验研究
基于数值模拟的软岩巷道底鼓机理实验研究
摘要：
软岩巷道底鼓是在开挖和使用阶段常见的一种岩石破坏现象，对巷道的稳定性和安全性带来了严重的威胁。为了研究软岩巷道底鼓的机理，本文通过数值模拟方法对软岩巷道底鼓进行了实验研究。研究结果表明，软岩巷道底鼓主要由动载荷引起的地压增大，岩石强度减小以及岩石体裂隙的扩展三个因素共同作用所导致。此外，针对底鼓现象，还提出了相应的预防和治理措施。研究成果对软岩巷道底鼓的防治具有重要的理论和实践意义。
关键词：软岩巷道底鼓；数值模拟；地压增大；岩石强度减小；裂隙扩展
1.引言
在大规模地下工程施工中，软岩巷道底鼓是一种普遍存在的问题，其破坏严重影响了巷道的稳定性和工程的安全性。许多学者通过实验和数值模拟研究了软岩巷道底鼓的机理，然而，目前对于底鼓机理的深入了解仍然有限。因此，本研究旨在通过数值模拟方法深入研究软岩巷道底鼓机理，为工程实际提供可靠的理论依据。
2.数值模拟方法
本研究使用了FLAC3D软件进行了数值模拟。首先，根据实际情况建立了软岩巷道的三维模型，并设置了合适的边界条件。然后，通过施加动态荷载，模拟了巷道开挖和使用阶段的实际情况。最后，通过模拟数据的分析和对比，得出了底鼓机理的结论。
3.底鼓机理分析
底鼓机理主要包括地压增大、岩石强度减小以及裂隙扩展三个方面。首先，巷道开挖会引起地应力的重新分布，造成地压的增大；其次，岩石在开挖和使用过程中会受到动荷载的作用，导致岩石强度减小；最后，当岩石强度减小到一定程度，岩石体中的裂隙会发生扩展，进一步加剧了底鼓现象。
4.底鼓预防和治理措施
针对软岩巷道底鼓现象，提出以下预防和治理措施：
(1)合理选择巷道开挖方法和支护方式，避免在软岩区域采用传统的开挖爆破方法；
(2)加强巷道支护，采用合适的支护材料和技术，增加巷道的稳定性；
(3)控制动态荷载的施加，避免过大的振动和冲击力；
(4)定期对巷道进行检测和维修，及时发现和处理底鼓问题。
5.结论
通过数值模拟方法对软岩巷道底鼓进行了研究，得出了底鼓机理的结论，并提出了相应的预防和治理措施。本研究结果对于软岩巷道的设计和施工具有重要的指导意义，可以提高巷道的稳定性和安全性。
参考文献：
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[2]徐朋,张琳平,于迪娜.基于数值模拟的软岩巷道底鼓机理及其治理方法研究[J].岩土工程技术,2016,30(1):172-177.