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冲击载荷下叠合岩层巷道围岩的应力演化数值模拟研究——基于岩层运动并行计算系统StrataKing

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煤系地层属于典型的层状沉积岩层,这在传统连续介质模型中不能被较好反映.为了探究冲击载荷下叠合岩层巷道围岩的应力演化规律,采用以拉格朗日元与离散元耦合连续-非连续方法为基础发展的岩层运动并行计算系统StrataKing,基于理想化模型分析了巷道上表面附近应力波的叠加.阐明了应力波叠加导致顶板开裂机理,并且探讨了冲击载荷幅值的影响规律.研究发现:在原始压应力波传至巷道上表面附近测点后,该测点的最大主应力刚开始呈下降-上升-下降的变化趋势,这是由原始压、拉应力波不同时刻的叠加不同导致的;由于次级应力波的波长较原始应力波的小,次级压、拉应力波的单独作用更明显,它们的叠加使巷道上表面附近测点能产生更低和更高的最大主应力,甚至导致顶板开裂;冲击载荷幅值越大,近似阶梯增长阶段中拉裂纹平均发展速度越快,巷道围岩最终开裂范围越大,巷道围岩平衡越困难.
Numerical Simulation on Stress Evolution of Surrounding Rock around A Roadway in Composite Strata under Impact Load Based on Parallel Computing System for Strata Motion

StrataKingimpact loadsurrounding rock of the roadwaycomposite stratastress evolutionstress wave superposition

岑子豪、王学滨、薛承宇、张钦杰

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辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新 123000

辽宁工程技术大学计算力学研究所,辽宁阜新 123000

StrataKing 冲击载荷 巷道围岩 叠合岩层 应力演化 应力波叠加

国家自然科学基金面上项目

52074142

2024

防灾减灾工程学报
中国灾害防御协会 江苏省地震局

防灾减灾工程学报

CSTPCD北大核心
影响因子:0.529
ISSN:1672-2132
年,卷(期):2024.44(1)
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