临近空洞水压对层状岩体巷道影响的有限元分析

文中基于层状岩体巷道临近空洞具有水压问题的赋存条件展开数值计算分析,分别对空洞水压为0,20,100,200,300,400,500m时水对处于应力场环境中的层状岩体巷道的水-力耦合行为进行流固耦合分析,探究巷道边帮受水-力耦合作用机制,分析结果显示:①岩体的不均质性导致流体在层状岩体内的作用产生离散性;②水在层状岩体内的流动主要依赖于层理间的裂隙、孔隙;③层状岩体节理间流量随着空洞水压的上升线性增长,且埋深越深渗流量越大,空洞水压每增长100m,渗流流量增加0.25m/d;④水压上升对巷道边帮的破坏最先于最大主应力角点区域,揭示了水对巷道的破坏机制为一方面降低了岩体承载能力,另一方面扩大了最大主应力促使其提前达到岩体所能承受的最大应力从而导致巷道边帮垮落失稳。研究结论对解决层状岩体巷道的突水问题以及引流工艺的改进提供了重要的指导意义。