Page 163 - 采矿工程中采矿工艺与技术研究

第四章 采矿工程巷道掘进和支护技术

整体上可以看作一个系统，该系统出各种支护元件或构件组成。围岩、喷射混凝
土、锚杆、钢筋网、钢支架等都是支护元件。当巷道支护系统的可靠度大于或等
于某一规定的数值时，其在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能具有相

当大的可能性。或者是在规定的经济成本范围内和规定的时间内巷道及其支护保
持稳定状态，能够正常使用。巷道支护系统的可靠度是一个总体量值，它由组成
巷道支护系统的各个支护元（构）件的可靠度决定。所以支护元（构）件可靠度
的计算是矿山巷道支护系统可靠度计算的基础。

本文通过介绍一般工程结构的可靠度概念和分析方法，来探索在采矿巷道工
程中的应用。在研究的初期，建筑工程中的“结构”和“构件”的观念比较模糊，
具体计算时，一定要明确“结构系统”和“构（元）件”的区别。

2. 影响工程结构状态的主要因素
结构设计的目的是保证所设计的结构在规定的时间内和规定的条件下能够完
成设计预定的各种功能，同时还应尽量降低结构的建造、使用和维修费用，达到
安全可靠、耐久适用、经济合理、保证质量、技术先进的要求。
对结构进行设计，需要考虑与设计有关的各种参数。结构的设计参数主要分

为两大类：
一类是加在结构上的直接作用或引起结构外加变形或约束变形的间接作用，
如结构承受的人群、设备、车辆以及施加于结构的风、雪、冰、土压力、水压力、
温度作用等。由这些作用引起的结构或构件的内力、变形等称为荷载或作用，一

般用 S 表示，如构件中的弯矩、剪力、扭矩、应力、变形等。
另一类则是结构或构件承受荷载或作用的能力，称为抗力，如结构或构件的
承载能力、刚度、抗裂度、强度等，一般用 R 表示。抗力取决于材料强度、截
面尺寸、连接条件等。

3. 构件的极限状态
在构件的施工和使用过程中，构件是以可靠（安全、适用、耐久）和失效（不
安全、不适用、不耐久）两种状态存在的，而在构件可靠度分析和设计中，为了
正确描述构件的工作状态，就必须明确规定构件可靠和失效的界限，这样的界限

称为构件的极限状态。我国《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）
将结构极限状态分为两类：承载能力极限状态和正常使用极限状态。承载能力极
限状态的定义是这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于

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