變形壓力

變形壓力是指洞室圍岩的變形受到支護結構限制後，圍岩對支護形成的壓力。

中文名稱	變形壓力
英文名稱	rock deformation pressure
定　　義	圍岩變形、位移、膨脹對支護物產生的壓力。
套用學科	煤炭科技（一級學科），煤礦開採（二級學科），礦山壓力與岩層控制（三級學科）

基本介紹

• 中文名：變形壓力
• 相關領域：礦山開採
• 所屬類型：專業術語

變形壓力詳解

變形要的大小取決於岩體的力學性質、岩體的初始應力場、洞室形狀、支護時間和支護剛度等。按按其成因可以分為下述幾種情況。

（1）彈性變形壓力。由於及時採取支護措施使成洞後的圍岩仍處於彈性應力狀態，或者在緊跟開挖面處，由於存在開挖面的“空間效應”，而使支護結構僅受到一部分圍岩的彈性變形作用，這些情況下對支護形成的變形壓力稱為彈性變形壓力。

（2）型性變形壓力。當圍岩的二次應力狀態超過岩體的極限強度時，洞室圍岩出現了塑性區，此時圍岩發生塑性變形而使支護結構受到的壓力稱為塑性變形壓力。這是最常見的一種圍岩變形壓力。

（3）流變壓力。在流變圍岩中，洞室周邊產生顯著的隨時間增長的變形或流動，這種由於岩體變形、流動引起的壓力稱為流變壓力。它有顯著的時間效應，能使圍岩鼓出。

變形壓力的發展過程

揭室開挖後，如重分布應力小於圍岩的岩體強度（彈性極限），圍岩處於穩定狀態；重分布應力超過圍岩的岩體強度；則洞室周邊圍岩首先破壞，裂隙自岩表面沿徑向方向向岩體內部延伸。其延伸範圍稱為塑性區。隨著圍岩的塑性區向岩體深處的發展，近洞室的圍岩表層開始鬆脫。如能及時支護，可使圍岩與支護形成平衡狀態，這時支護承受圍岩向洞室內徑方向收斂變形所產生的變形壓力，以及部分鬆脫壓力。

洞室開挖過程中圍岩位移

（1）根據圍岩變形（洞周收斂、圍岩位移）和支護應力（如錨桿應力、噴噴層應力）的觀測資料，建立圍岩和支護二者的特徵曲線，兩條曲線的交點即為平衡點，用以分析評價洞室的穩定性及支護的效果。當支護特徵曲線在最大允許變形處相交，則所需支護抗力最小。如果考慮一定安全裕度，圍岩變形控制在最大允許值之內，則支護抗力可適當提高，如選擇在B點以左的A點。當平衡點位於B點右側時，變形急劇增加，調體將發生破壞，應及時採取加固措施。圍岩收斂測的時間過程曲線還可用作確定最終支護的時機。為此，一般考慮在收斂速度明顯下降、收斂量已達最大允許值的80%~90%、收斂速度達到0.15mm/d或頂拱位移速率小於0.1mmd時，進行支護。

（2）國岩允許變形值（或稱變形警成值）。圍岩的穩定，主要取決於變形量。根據觀測資料，首先確定破壞變形的極限值，然後，再確定變形的允許值。