D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1995.01.007 第17卷第1期 北京科技大学学报 Vol.17 No.1 19952 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.1995 特征值法及其应用 赵国堂 任天贵 北京科技大学矿业研究所，北京100083 摘要通过对地下工程围岩变形曲线的分析，提出了特征值法，介绍了其在确定最优支护时间和围 岩变形形态分类中的应用，并用实例证明了该方法的可靠性和简单易行的特点。 关键词地下工程，围岩变形形态，最佳支护时间，特征值法 中图分类号T①313：TD322:TU822 Characteristic Value Method and Its Application Zhao Guotang Ren Tiangui Mining Research Institute,USTB,Beijing 100083.PRC ABSTRACT Based on analysis of rock deformation curves around underground opening, the characteristic value method is proposed.The application of this method in determining the optimal supporting time and in classification of deformation pattern is described. This method is reliable,simple and convenient confirmed by a case. KEY WORDS underground opening,rock deformation characteristics,optimal support time,characteristic value method 在深埋和软岩地下工程中，变形失稳已成为其主要的失稳形式·由于变形信息具有易 量测性和直观性，而且能记录地下工程自开挖以后渐趋稳定或失稳的过程及其瞬时特 性，从而在研究围岩变形规律及其机理等方面获得了广泛的应用.对变形信息的研究， 避开了纯理论研究的各种简化和假说，是地下工程稳定性分析的正确途径，本文从变形 曲线反映的变形形态分析人手，提出了特征值法、并根据特征值法对变形形态的控制程 度以及与围岩性态之间的关系，介绍了确定最佳支护时间和进行围岩变形形态分类的方 法和原理· 1特征值法的提出 变形量测得到如图1(a)所示的u-t曲线，回归后得到函数ft,a),对f进行1次到3次微 分，可以得到图中的5个点：“Mo、ux,P点、M点和A点，其中，u。是工程开挖时的围岩变 形，是工程开挖出现临空面时瞬时完成的，是围岩性质和围岩应力共同作用的反映；“是 1994-05-10收稿 第一作者男30岁博士后副研究员第 17 卷 第 1期 北 京 科 技 大 学 学 报 1望巧 年 2 月 oJ unr a l o f U n ive sr iyt o f S d ne ec a n d Te hc n o ol g y Be ij i n g V d . 17 N 0 . 1 I功 . 1望巧 特征值法及其应用 赵 国堂 任 天 贵 北 京 科技大学矿 业 研究所 . 北京 1仪幻 8 3 摘要 通过 对地下工 程 围岩变形 曲线 的分析 , 提 出 了特征值法 , 介绍 了 其在确定最优支护时间和 围 岩变形形态分类 中的应用 , 并用 实例证明 了 该方法 的可 靠性 和 简单易行 的特点 . 关键词 地下工 程 , 围 岩变形形 态 , 最佳支护 时间 , 特征值法 中图分类号 T D 3 13 ; T D 32 2 : n J 82 2 C h a r a cte r i s t i e V a lue M e t ho d a dn I ts A P P l ica t i o n Z h a o 确 o ta n g M i n 一n g R e s e a r c h I n s t 一t u t e R en iT a n gU i U S T B , B e i j i n g l 0 0() 8 3 , P R C A B S T R A C T B a s e d o n a n a l y s i s o f r o e k d e fo rm a t i o n c u r v e s a r o u n d u n d e r g r o u n d o P e n i n g , t h e e h a r a e t e r i s t i c v a l u e m e t h o d 1 5 P r o P o s e d . T h e a P P li ca t i o n o f t h i s me t h o d i n d e t e r m j n i n g t h e o P t i am l s u P P o r t i n g t im e a n d i n c l a s s iif ca t i o n o f d e fo mr a t i o n P a t t e nr 1 5 d es e r ib e d . T h i s m e t h o d 1 5 r e li a b l e , s im P l e a n d e o n v e n i e n t e o n if mr e d b y a ca s e . K E Y W O R D S u n d e r g r o u n d o P e n i n g , r o c k d e fo r m a t i o n e h a r a c t e r i s t i cs , o P t i anr l s u P P o r t t i r n e . e h a r a c t e r i s t i e v a l u e r 比e t h o d 在 深埋和 软岩 地下 工程 中 , 变形 失 稳 已 成 为 其 主要 的 失稳 形 式 . 由于 变 形 信息 具有 易 量 测 性 和直 观 性 , 而 且 能 记 录 地 下 工 程 自开 挖 以 后 渐 趋 稳 定 或 失 稳 的 过 程 及 其 瞬 时 特 性 , 从而 在研 究 围岩 变 形 规律 及其 机 理 等方 面 获 得 了 广 泛 的 应 用 . 对变 形 信 息 的 研 究 , 避 开 了 纯理 论研 究 的各 种 简 化 和 假 说 , 是 地 下 工 程 稳 定 性 分 析 的正 确 途 径 . 本 文 从 变 形 曲线 反 映 的变 形 形 态 分 析 人手 , 提 出 了特 征值 法 , 并 根 据 特 征 值法 对变 形 形 态 的 控 制 程 度 以 及 与 围岩 性 态 之 间 的 关 系 , 介 绍 了 确 定 最 佳 支 护 时 间和 进 行 围岩 变形 形 态 分 类 的 方 法和 原理 . 1 特征值法 的提 出 变形量测得 到 如 图 1 (a) 所 示 的 。 一 t 曲线 , 回 归后 得到 函数 f( t , a ` ) , 对 f 进 行 1 次 到 3 次 微 分 , 可 以 得到 图 中 的 5 个 点 : 。 。 、 。 二 、 P 点 、 M 点 和 A 点 , 其 中 , 。 。 是 工 程 开 挖 时 的 围 岩 变 形 , 是 工程 开挖 出 现 临 空 面 时 瞬 时完 成 的 , 是 围 岩 性 质 和 围 岩 应 力 共 同作 用 的反 映 ; u 二 是 1创拜 一 05 一 10 收稿 第一 作者 男 30 岁 博士 后 副研究 员 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1995. 01. 007