基于三剪能量理论的巷道围岩弹塑性分析

针对弹塑性圆形巷道，应用三剪能量屈服准则，理论推导了塑性区半径、应力及径向位移公式，在塑性区半径公式的基础上，应用Mohr-Coulomb准则，进一步推导了破裂区应力及位移公式；通过具体算例，分析了不同影响因素对塑性区半径的影响。实例表明：原岩应力、黏聚力、支护反力、围岩应力对塑性区半径有一定影响。原岩应力及支护反力均随塑性区半径的增大而增大，但支护反力对塑性区半径的影响变化不大，当增大到一定程度时，半径将保持不变；黏聚力随塑性区半径的增大而降低；围岩应力随塑性区半径的增大而增大，当半径达到塑性区半径时，切向应力将保持不变，其值为原岩应力值，而径向应力在一定范围内仍将保持递增，但递增率减小，一直到原岩应力值；对比于单剪条件（Mohr-Coulomb准则），得出了三剪能量准则条件下的巷道围岩弹塑性公式比Mohr-Coulomb准则条件更为准确的结论。