4、巷道围岩分布的共同特点： (1)无论巷道断面形状如何，周边附近应力集中系数最 大，远离周边，应力集中程度逐渐减小，在距卷道中心为加3 边容哥出现拉应力，转角处 5倍巷道半径处，围岩应力趋近于与原岩应力相等。 道的稳定。 (④)巷道影响区随巷道半轻的增大而增大，相应地应力 (2)巷道围岩应力受侧应力系数入、巷道断面轴 中区也非道半轻增大而增大如果应力根高，在周边近过 说宋 省大 力超过岩体承较能力而产生的破裂区半径也将较大。 假定巷道边圈艺 出现拉应力 底板 的 点和两帮中 作用，巷道周边往往不是应力集中区，而是应力降低区，此区 域又叫嫌破松动区。该区城的范围一般在0.5左右。 二、有内压卷道围岩与村商的应力计算 主水灯健鞋中内区您活省对应的 1、内压引起的围岩附加应力 将速道围岩香成厚壁简，内径头 (1)厚壁简应力公式 广的 径为R 的理 -+二 墨和密肉有加后力计有 -+ 信-)厚壁筒应力公式 r2R2+r1) (8-9)厚壁简应力公式 得出在距中心为处的径向应力和切向应力为： a, ,=- (6-10 在距中心为r处的径向应力和切向应力为 a, =- (6-10 (3)原岩应力为p(从=1小、水工豫道中内压为p时的围岩应力： =0 a,=gn+ml- 上式即是内压p1引起的附加应力， =-n++ 在r=a(洞周边)：O,=P: =-P ,e=0 t=0
2、有内压巷道围岩与衬纳的应力计算 2、有内压巷道围岩与村瘦的应力计算 (1)无裂豫围岩 ".1+[0-4,-40,】 A、刚度系数法求村砌的应力 将拉密公式代入得： 村南外周边的径向 位移 =0+xP0-2a2 设混凝士村脚港道日 内径为，外 为士 和漫凝士村内距道中心为 处的径向位移为，由弹性理论有： 当一时，即得村南外周边的位移 共-t[0-40,-40.】 ".42-n】 E 式中：t与ar 当时，衬窃外周边的径向位移： ,=-[2-p,--4r+p】6-n b道周边围岩的变形 压力作亮票发生的麦周边国岩在 -00h-0 6-12) -房3h (6-15) 有： 由于是平面应变向题，故轴向应力为： (6-13) 0:=.(gg+g,) 6-16) B、内压分配法求围岩应力 B、内压分配法求围岩应力 斋提 巷道壁面围岩位移：-+.G-17 由(6一11)村外周边处径向位移： 性丹的持穷处变赞 ..d 工形有任其害时高的受纳情款 式(6-11)=式(6-17)，于是 在=a处，即卷道壁面：g,p。,g。p A合E0+e0-20n-o4 (6-180 对积分，并令一a得巷道壁面围岩位移： (6-17)
(2)有裂晾国岩 设围岩有经向裂隙。其深度为d 沿岩石表面的径向压力可假定为： P.-4P (8-19助 的应力。 ,=-n. 6-10 gn-台-0 g=0 在裂隙岩体任一深度处(r(d): 例愿：P187 0,=0 a,=p (6-210 在梨隙岩体外边界处（红=d),压力为： Pa=TP 6-22) (2)有裂限围岩 §63卷道围岩应力分布的弹塑性力学分析法 围岩的被坏方式 在田岩内任一点(d<r(o0)的应力为 围岩的破坏方式是计算作用在支护结构上压力和支护设计的依据 「剪切破坏 o,=n号-子n,号-n 弹塑性 「坚硬岩体：脆性酸坏 拉伸破坏 软到岩体：塑性屈眼 -n-n 以下主要讨论剪切破坏 以圆形巷过为例，时论袖对称协况下的国岩驶坏方式 根据莫尔一伦准则。围岩破坏泰件： 剪切破坏 巷道周边围岩的破坏来件 破坏面与最大主平面夹角为 夏形坑道围岩酱切破坏方式 如图所示：在 =1的原岩应力状态下 周边各处玻坏机会均等，形成环形算切玻材
如图所示：在》1的原岩应力状下算切规 面发展超势，玻坏起始角为p。 当周边围岩发生剪切玻坏时，则有 由图(a) ：dr-ga=rd0 a,=g.=1++21-es28】 即： =d0.ciga 于是得到： a装0叶。 极径 on 破坏起始角p r=aea-P)ctga -20 p=0 上式为算切破坏面选线方程 和p=元一日 线与巷道面垂直 切体破坏 线 二、围岩塑性区应力分析 r=a.e(0-p)etgo (6-24 1、力学棋型 设原岩应力为加g,支架反力为p: 巷道半径a,塑性区半径R。 ()塑性区：内径a,外径孔.，内压为 P,外压为0即 最大剪物体水 长皮 2)弹性区：内径R。,外径无穷大 =R- 内压为0即外压为0 T 研究方法：弹罗性理论 要性区应符合应力平衡方程和性 根典尔强皮准则=C+tg 条件 弹性区应演足应力平衡方程和弹性 片+ 气件： 既满足性条件 经收为： ,-0,-o,+eep2 (6-28)
3、塑做区国岩平衡来件 当·0anp 增中任一单元体在径向方向应平衡条件 .rd+20 drsi -(G.+do,Xr+dr)d0=0 政写为：-g 类标下的平衡青徽分方程： 中。 在巷道周边有：,, (6-26) C.l(p.tece)e 代入(a)式得： 代入(b)式得： (1-sino)do. in 于是得塑性区应力计算公式（修正的芬涅公式）： tg-时 所以： 员器5高 ,=a+eeep兰+g-cgp (6-2) (e) T,o=0 将式(@)代入式(6-26)式： 可见：塑性区应力的大小只与围岩本身的力学特性 ,-0,=a,+egp品。 (6-26) (c,中)及其距轡道中心的距高r和辔道半径a有关，而与 原岩应力无关， (a) 适用条件，a≤r≤R 三、弹区的应力 0a-gm=2E-20 (b) 径为 内压力为 ,外压力为P的 当r=R时，即在弹塑性区交界面上，塑性区应力差由式(6-26)： 况下，弹性区内半径为r处的应力 0-0,-(d,+c.c) (8-2) 1 .-p(l-Ri 即： d 下.=0 根据在弹塑性区边界应力相等的条件，则有式(b)=() 当=R时，印在弹塑性区交界面上，弹性区应力 2n-20=o+…egp品 Ga =2P,-0x 解得： -P (1-sing)-c.cos (6-28) 于是：0。-0w=2P-2ag (b) a+o=2P 将式(6-28)代入式(a)得弹性区的应力： (c)