浅埋偏压巷道底板稳定性分析

浅埋偏压巷道底板稳定性分析摘要鉴于浅埋偏压巷道事故时常发生，其主要原因是巷道两帮塌方或者底板失稳，故而底板稳定性分析很有必要，在此，借助临界宽度法和滑移线法及极限法，详细地分析了浅埋偏压巷道底板承载力计算，为浅埋偏压巷道底板稳定性分析提供了新的研究方向。关键词浅埋偏压巷道滑移线底板稳定性中图分类号：U456文献标识码：ADOI：10.16400/jki.kjdkz.2021.05.016AbstractInviewofthefrequentoccurrenceofshallow-burieddriftroadwayaccidents，themainreasonforthisisthatthecollapseofthetwosidesoftheroadwayorthefloorisdestabilized.Therefore，thestabilityanalysisofthefloorisnecessary.Here，thecriticalwidthmethod，thesliplinemethodandthelimitmethodareusedindetail.Thecalculationofthebearingcapacityoftheshallowburiedroadwayisanalyzed，whichprovidesanewresearchdirectionfortheanalysisofthestabilityoftheshallowburiedroadway.Keywordsshallowburiedbias；roadways；slipline；baseplatestability0引言目前由于对浅埋偏压巷道底板稳定性认识缺乏，进而造成了很多浅埋偏压巷道失稳的平安事故，给国家造成了严重的经济损失和给人民造成了极大的生命财产损失，为此，很多学者积极针对浅埋偏压巷道或者隧道进展详细的研究，[1-7]为减少浅埋偏压巷道或者隧道的平安事故的发生做出了积极的奉献。然对巷道底板稳定性分析还有待进一步加强，故而，在前人研究的根底上，详细讨论了浅埋偏压巷道底板承载力的计算，对浅埋偏压巷道底板稳定性分析提供了一个新的研究方向。1理论分析为便于浅埋偏压巷道稳定性分析，根据其受力性能，做出如下合理性根本假定：1.1根本假定〔1〕假定浅埋偏压巷道土体为均质土；〔2〕假定忽略AE面摩擦力和假设滑移场土体为Coulomb材料且忽略其自重；〔3〕假定偏压巷道两侧土体均与巷道底板土体无摩擦即光滑。1.2理论推导假设浅埋偏压巷道一侧埋深为，另一侧埋深为，巷道底板宽为，巷道土体的计算参数为、、，可建立如下浅埋偏压巷道底板稳定系分析计算简图〔图1〕：如图1所示，巷道左侧底板承受的荷载，根据文献1[8]临界宽度法公式〔3.84〕可推出此侧巷道外侧影响临界宽度〔1〕当巷道宽度，那么浅埋偏压巷道两帮对底板产生的应力效果不重叠，即浅埋偏压巷道底板承载力推导同文献1[8]推导的滑移解式〔3.18〕、上限解式〔3.49〕和下限解式〔3.65〕相似，且由于没有支护桩入土深度，故而令文献1[8]推导的式〔3.18〕、式〔3.49〕和式〔3.65〕中的，即为浅埋偏压巷道底板承载力准确解：〔2〕当巷道宽度≤≤，那么浅埋偏压巷道左侧对底板产生的应力和巷道右侧对底板产生的应力仅在被动滑移区产生重叠[9]，即浅埋偏压巷道底板承载力推导同文献2[9]推导的滑移解式〔3.23〕、上限解式〔3.61〕和下限解式〔3.77〕一致，且为其准确解：〔3〕当巷道宽度，那么浅埋偏压巷道左侧对底板产生的应力已到巷道右侧主动滑移区、过渡区及被动滑移区内，其应力分布规律极为复杂，有待进一步研究。为平安起见，建议浅埋偏压巷道底板承载力取〔式7〕或者〔式8〕的一半，即为：只要浅埋偏压巷道两帮竖向土重或不大于巷道底板极限承载力，那么浅埋偏压巷道属于平安状态，反之，浅埋偏压巷道任何一帮土重或大于巷道底板极限承载力都会发生巷道平安事故。2结论本文运用临界宽度法，土塑性力学中滑移线法及极限法等有关知识，从理论上分析了浅埋偏压巷道底板极限承载力的计算公式，为判断浅埋偏压巷道底板是否处于稳定状态提供了一种较为可靠新的方法，然上述理论公式尚未得到工程实例和数值模拟验证，且尚未考虑渗水作用对偏压巷道底板承载力的影响，存有一定的缺陷，有待进一步深化研究。参考文献[1]切尔尼亚克.巷道底鼓的预防[J].煤炭科研参考资料，1980〔63〕：1-6.[2]姜耀东，陆士良.巷道底鼓机理的研究[J].煤炭学报，1994.19〔4〕：343-351.[3]奥顿哥M.巷道底鼓的防治[M].北京：煤炭工I出版社，1985.[4]潘一山，祝平，王德利.深埋巷道底鼓及防治的蠕变模拟试验和数值分析.黑龙江矿业学院学报，1998.8〔2〕：1-7.[5]贺永年，何亚男.茂名矿区巷道底膨实测与分析.岩土工程学报，1994.16〔4〕：40-46.[6]潘一山，王来贵，章梦涛.巷道底膨的计算模型及有限元数值分析.矿山压力与顶板管理，1993.1：17-22.[7]李和志，赵永清，陈春鸣.基于极限分析法的软岩巷道底板极限承载力研究[J].矿业工程研究，2021.30〔2〕：31-36.[8]赵永清.基坑支护构造土压力计算及坑底稳定性研究[D].湖南科技大学，2021.[9]李