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作者
安俊杰黄飞黄小亮王少龙刘刚刘彬辉
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单位
中交二公局萌兴工程有限公司湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地
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摘要
为了研究在建隧道内的煤系地层在施工车辆振动荷载下的变形规律，以某公路隧道为工程背景，构建了施工车辆荷载作用于隧道煤系地层的数值模型，并采用多物理场仿真软件COMSOL进行了求解计算，分析了施工车辆载重、行车速度、行车次数、煤岩位置与不同深度5个因素对隧道煤系地层变形的影响规律。研究结果表明，随着施工车辆载重的增加，隧道内煤系地层的位移响应与塑性应变量呈现先急剧增大、后增加趋势减缓的变化规律；施工车辆行车速度对煤系地层位移与损伤影响较弱；煤系地层位移量随车辆往返次数依次经历剧增加、缓慢增加、降低与稳定4个阶段，塑性应变呈4个阶梯增加；隧道底部越浅处的煤层受车辆振动荷载影响越大，导致其变形程度越大。研究结果可为瓦斯隧道安全施工提供一定的理论佐证。
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关键词
隧道施工车辆煤系地层地层变形数值模拟
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金面上项目（52274198）；湖南省自然科学基金面上项目（2022JJ30252）；河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地开放基金项目（WS2021A02）；
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文章目录
1 施工车辆作用隧道煤系地层数值模型
1.1 煤岩体本构方程
1.2 施工车辆动荷载方程
1.3 模型边界及力学参数
2 数值模拟结果及分析
2.1 车辆载重对瓦斯煤系地层的影响规律
2.2 行车速度对瓦斯煤系地层的影响规律
2.3 施工车辆往返次数对瓦斯煤系地层影响规律
2.4 施工车辆振动荷载下煤层与岩层的损伤差异
2.5 车辆荷载对不同深度处煤岩体的损伤规律
3 结论
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引用格式
安俊杰,黄飞,黄小亮,王少龙,刘刚,刘彬辉.施工车辆荷载对隧道内煤系地层的影响规律研究[J].能源与环保,2023,45(03):263-269.DOI:10.19389/j.cnki.1003-0506.2023.03.045.
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