趙永清 何永紅 羅雄文

摘 要 鑒于淺埋偏壓巷道事故時(shí)常發(fā)生，其主要原因是巷道兩幫塌方或者底板失穩(wěn)，故而底板穩(wěn)定性分析很有必要，在此，借助臨界寬度法和滑移線法及極限法，詳細(xì)地分析了淺埋偏壓巷道底板承載力計(jì)算，為淺埋偏壓巷道底板穩(wěn)定性分析提供了新的研究方向。

關(guān)鍵詞 淺埋偏壓 巷道 滑移線 底板穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：U456 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.05.016

Abstract In view of the frequent occurrence of shallow-buried drift roadway accidents， the main reason for this is that the collapse of the two sides of the roadway or the floor is destabilized. Therefore， the stability analysis of the floor is necessary. Here， the critical width method， the slip line method and the limit method are used in detail. The calculation of the bearing capacity of the shallow buried roadway is analyzed， which provides a new research direction for the analysis of the stability of the shallow buried roadway.

Keywords shallow buried bias； roadways； slip line； baseplate stability

0 引言

目前由于對(duì)淺埋偏壓巷道底板穩(wěn)定性認(rèn)識(shí)不足，進(jìn)而造成了很多淺埋偏壓巷道失穩(wěn)的安全事故，給國家造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和給人民造成了極大的生命財(cái)產(chǎn)損失，為此，很多學(xué)者積極針對(duì)淺埋偏壓巷道或者隧道進(jìn)行詳細(xì)的研究，[1-7]為減少淺埋偏壓巷道或者隧道的安全事故的發(fā)生做出了積極的貢獻(xiàn)。然對(duì)巷道底板穩(wěn)定性分析還有待進(jìn)一步加強(qiáng)，故而，在前人研究的基礎(chǔ)上，詳細(xì)探討了淺埋偏壓巷道底板承載力的計(jì)算，對(duì)淺埋偏壓巷道底板穩(wěn)定性分析提供了一個(gè)新的研究方向。

1 理論分析

為便于淺埋偏壓巷道穩(wěn)定性分析，根據(jù)其受力性能，做出如下合理性基本假定：

1.1 基本假定

（1）假定淺埋偏壓巷道土體為均質(zhì)土；

（2）假定忽略AE面摩擦力和假設(shè)滑移場土體為Coulomb材料且忽略其自重；

（3）假定偏壓巷道兩側(cè)土體均與巷道底板土體無摩擦即光滑。

1.2 理論推導(dǎo)

假設(shè)淺埋偏壓巷道一側(cè)埋深為，另一側(cè)埋深為，巷道底板寬為，巷道土體的計(jì)算參數(shù)為、、，可建立如下淺埋偏壓巷道底板穩(wěn)定系分析計(jì)算簡圖（圖1）：

如圖1所示，巷道左側(cè)底板承受的荷載，根據(jù)文獻(xiàn)1[8]臨界寬度法公式（3.84）可推出此側(cè)巷道外側(cè)影響臨界寬度

（1）當(dāng)巷道寬度，則淺埋偏壓巷道兩幫對(duì)底板產(chǎn)生的應(yīng)力效果不重疊，即淺埋偏壓巷道底板承載力推導(dǎo)同文獻(xiàn)1[8]推導(dǎo)的滑移解式（3.18）、上限解式（3.49）和下限解式（3.65）相似，且由于沒有支護(hù)樁入土深度，故而令文獻(xiàn)1[8]推導(dǎo)的式（3.18）、式（3.49）和式（3.65）中的，即為淺埋偏壓巷道底板承載力精確解：

（2）當(dāng)巷道寬度≤≤，則淺埋偏壓巷道左側(cè)對(duì)底板產(chǎn)生的應(yīng)力和巷道右側(cè)對(duì)底板產(chǎn)生的應(yīng)力僅在被動(dòng)滑移區(qū)產(chǎn)生重疊[9]，即淺埋偏壓巷道底板承載力推導(dǎo)同文獻(xiàn)2[9]推導(dǎo)的滑移解式（3.23）、上限解式（3.61）和下限解式（3.77）一致，且為其精確解：

（3）當(dāng)巷道寬度，則淺埋偏壓巷道左側(cè)對(duì)底板產(chǎn)生的應(yīng)力已到巷道右側(cè)主動(dòng)滑移區(qū)、過渡區(qū)及被動(dòng)滑移區(qū)內(nèi)，其應(yīng)力分布規(guī)律極為復(fù)雜，有待進(jìn)一步研究。為安全起見，建議淺埋偏壓巷道底板承載力?。ㄊ?）或者（式8）的一半，即為：

只要淺埋偏壓巷道兩幫豎向土重或不大于巷道底板極限承載力，則淺埋偏壓巷道屬于安全狀態(tài)，反之，淺埋偏壓巷道任何一幫土重或大于巷道底板極限承載力都會(huì)發(fā)生巷道安全事故。

2 結(jié)論

本文運(yùn)用臨界寬度法，土塑性力學(xué)中滑移線法及極限法等有關(guān)知識(shí)，從理論上分析了淺埋偏壓巷道底板極限承載力的計(jì)算公式，為判斷淺埋偏壓巷道底板是否處于穩(wěn)定狀態(tài)提供了一種較為可靠新的方法，然上述理論公式尚未得到工程實(shí)例和數(shù)值模擬驗(yàn)證，且尚未考慮滲水作用對(duì)偏壓巷道底板承載力的影響，存有一定的缺陷，有待進(jìn)一步深入研究。

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