浅埋偏压巷道底板稳定性分析

赵永清 何永红 罗雄文

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：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

目前由于对浅埋偏压巷道底板稳定性认识不足，进而造成了很多浅埋偏压巷道失稳的安全事故，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行详细的研究，[1-7]为减少浅埋偏压巷道或者隧道的安全事故的发生做出了积极的贡献。然对巷道底板稳定性分析还有待进一步加强，故而，在前人研究的基础上，详细探讨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，做出如下合理性基本假定：

1.1 基本假定

（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，则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精确解：

（2）当巷道宽度≤≤，则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，且为其精确解：

（3）当巷道宽度，则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。为安全起见，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，则浅埋偏压巷道属于安全状态，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安全事故。

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，有待进一步深入研究。

参考文献

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