深部岩体变形模量数值反演计算方法及敏感性分析

• Published in: 煤炭学报 Vol. 49; no. z1; pp. 154 - 166
• Main Authors: 刘力源, 骆奕帆, 王涛, 孙显腾, 汪炯
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京 100083%北京科技大学土木与资源工程学院,北京 100083%山东黄金集团有限公司,山东济南 250013 01.08.2024; 北京科技大学土木与资源工程学院,北京 100083
• Subjects: inversion; sensitivity analysis; 岩体力学; 变形模量; 敏感性分析; rock mass mechanics; deformation modulus; 数值模拟; 反演; numerical simulation
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2023.0441

TD315; 岩体变形模量是地下岩石工程设计和建造的关键参数之一.获取准确的岩体变形模量对深入分析深部岩体工程围岩变形行为至关重要.基于此,系统梳理归纳了常用的岩体变形模量计算方法,并利用有限元方法模拟原位试验进行岩体变形模量反演计算,与原位试验结果进行对比验证分析.针对深竖井实际工程,建立了深部地层不同岩性岩体变形模量反演分析数值计算模型,开展了不同强度准则、泊松比和岩体黏聚力对岩体变形模量的敏感性分析,将数值模拟反演结果与经验公式计算结果进行对比分析和讨论.研究结果表明,基于刚性平板载荷试验计算得到的岩体变形模量值与有限元数值反演得到的数值高度接近,具有较好的一致性;虽然泊松比对岩体变形模量有一定影响,但总体上岩体变形模量对泊松比的敏感性较低;当岩体黏聚力较小时,强度准则的选择对变形模量的反演结果影响显著,随着岩体黏聚力的增大,强度准则的选择对变形模量反演结果的影响逐渐减小;对于不同深度岩性的地层,岩体变形模量对岩体黏聚力变化敏感性不同;通过数值反演求得的岩体变形模量和一些经验公式的计算结果具有很好的相关性.因此,深部岩体工程规划设计和开发过程中可综合运用数值模拟和经验公式进行岩体变形模量反演计算,进而在更大程度上保障工程的安全性和经济性.