深部巷道围岩卸压协调控制技术

为解决深部高应力巷道围岩支护难维护问题,综合采用现场实测、数值计算、理论分析及工业性试验等方法,基于深部巷道钻孔卸压机理、钻孔参数确定方法及卸压钻孔与支护结构作用关系的分析,提出深部巷道围岩卸压协调控制技术,包括一次让压、钻孔卸压和二次高强锚注支护等3方面:一次让压支护使围岩产生恒阻变形,降低卸压引起的支护结构非协调受力;钻孔卸压的作用是转移巷道周边高应力,补偿围岩变形,减小巷道径向收敛;二次高强锚注支护为卸压协调控制技术的核心,目的是控制卸压后破碎岩体的后期蠕变。工程应用效果表明,该技术可有效控制深部巷道围岩大变形,具有一定的推广应用价值。     

富水条件下软岩巷道变形特征与过程控制研究

富水条件下泥质软岩巷道破坏及稳定性机制比一般软岩巷道更复杂,不仅需要采用多种复合支护控制围岩非线性大变形,还必须进一步控制其泥化进程．针对此情况,提出了动态过程控制的支护原理,采用预拉力锚杆、锚索、桁架和围岩滞后注浆堵水加固相结合的全过程控制围岩技术．结果表明,在成功阻断泥化诱因”水”之后,高强预应力锚杆组合支护体系可有效控制巷道变形,避免泥化导致随后的锚固失效．此技术在淮北桃园煤矿裂隙水患严重的三软煤巷支护中取得成功．     

深部回采巷道支护参数的正交数值模拟

平顶山矿区深部主采煤层回采巷道矿压显现强烈,普通锚网支护难以适应深部开采的要求,高强度、高刚度、高预紧力的强力支护是控制深部围岩变形的有效途径.采用正交数值方法对平顶山矿区主采煤层回采巷道的支护参数进行了模拟分析,确定了影响围岩变形主次因素.应用多元回归分析法,拟合了巷道断面收敛系数与综合岩体强度、顶板锚索根数、锚杆预紧力、垂直应力和动载系数的关系式,对平煤股份十一矿高强锚网索支护的丁5-6-26071风巷断面收敛变形进行了预测,与现场矿压测试结果基本吻合.     

深部煤层大巷围岩破坏特征及强力锚固控制技术

河南焦煤能源有限公司赵固一矿北翼深部煤层回风大巷围岩节理化严重,在采掘支承压力作用下,矿压显现强烈,表现为两帮收缩、底鼓严重,巷道支护系统失效.针对此问题,采用数值模拟方法研究原岩应力场、采动应力场和支护应力场的"三场"应力分布特征,为巷道高强支护提供理论依据,同时应用再造承载层巷道围岩控制原理,提出北翼深部煤层回风大巷采用"锚网索+喷浆+注浆+底板鸟笼锚索+补强锚索"围岩控制方案,并用数值模拟方法对不同支承压力作用下的巷道围岩变形、塑性区演化、支护受力和主应力差等进行研究,结果表明:随着支承压力集中系数增大,巷道断面收缩率逐渐增加,围岩塑性区由拱形演变为蝶形、蟹形和龟形;锚索在高支承压力作用下将逐步失效,主应力差呈现多峰值现象.工程实践表明,提出的强力锚固支护技术能有效控制围岩的变形破坏,具有较好的技术性和经济合理性.     

大断面厚顶煤巷道围岩控制与支护参数优化

以山西大同同忻矿8104综放工作面回风巷(断面尺寸5.2 m×3.5 m)为工程研究背景,阐述了厚顶煤大断面巷道的围岩控制难题:顶煤裂隙发育、变形强烈、破坏范围大、易发生离层和冒顶等事故.结合现场地质生产条件,采用桁架锚索加强支护,并分析此支护系统的优越性:提供水平和竖直方向预紧力、变形闭锁、协同承载控制区域、锚固点稳.采用FLAC3D数值模拟计算了桁架锚索倾斜角度从10~40°变化过程中围岩变形规律:随着桁架锚索倾斜角度的增大,巷道围岩变形量先减小后增大,锚索倾斜20°时,巷道围岩变形量最小.表明回风巷受到采动影响后,顶底板最大移近量为395 mm,两帮最大移近量为263 mm.     

变宽沿空窄煤柱巷道围岩变形机理及控制技术研究

针对苏村煤业150101工作面回风巷掘进期间巷道围岩严重变形的情况,采用数值模拟、理论分析等方法对巷道变形破坏特征和破坏机理进行了分析。结果表明:护巷煤柱宽度不同,对沿空巷道围岩的应力分布及变形有较大影响,过大和过小的煤柱尺寸均不利于巷道围岩的稳定;苏村煤业150101工作面回风巷合理的煤柱宽度为5~6 m。在此基础上,结合合理的煤柱留设宽度,提出了变宽沿空窄煤柱巷道分段围岩稳定控制技术,对不同煤柱宽度进行分段,针对各个分段特征进行不同强度的支护。工业性试验结果表明,采用分段支护技术后,各分段沿空巷道围岩变形获得很好的控制效果,在类似地质条件下可以推广应用。     

深部高应力回采巷道支护技术研究

针对深部开采巷道围岩变形快、变形量大的重大难题,根据兴东矿2121工作面回采过程中巷道围岩的变形特征,通过普氏理论计算出锚杆(索)支护参数,提出了5种不同支护方案,利用FLAC3D数值模拟软件,依次计算出各种方案的顶板下沉量和两帮移近量。结果表明:(1)深部巷道在高应力作用下,巷道围岩变形总量较大,特别是在巷道变形初期,巷道围岩变形速率大,在此条件下采用锚杆索联合支护,可以有效控制围岩的变形和破坏;(2)通过加强两帮的支护,可提高深部巷道围岩整体的承载能力,减少顶板下沉,促进顶板形成稳定结构;(3)增加锚索的预紧力,使锚杆与锚索同步承载,可大大增加支护结构的稳定性,有效控制围岩变形。现场试验表明,锚杆索联合支护可有效提高巷道围岩的承载能力,减少围岩移动和变形,具有良好的支护效果。     

深井软岩巷道底板卸压钢丝绳网锚注支护技术研究

针对平顶山天安煤业股份有限公司一矿深井软岩回风上山巷道工程地质条件和围岩变形特征,采用数值计算方法,研究了底板卸压槽卸压前后巷道围岩应力场、塑性区的变化规律,分析了底板卸压槽卸压机理,提出了钢丝绳网锚注支护技术,并进行了工业性试验。研究结果表明:(1)巷道底板开掘卸压槽卸压后,底板围岩垂直应力和水平应力的高应力区及其峰值应力均向底板深部转移。卸压后底板同一深度的围岩应力均小于卸压前的围岩应力;卸压后巷道顶底板和两帮围岩的塑性区范围均增大,底板卸压效果明显。(2)深井巷道围岩的破碎区和部分塑性区是支护的重点。回风上山巷道采取开挖底板卸压槽、钢丝绳网锚杆支护和围岩注浆加固等支护措施后,在围岩中形成了锚注体支护圈,提高了围岩的强度和自身承载能力。巷道围岩经历加速变形阶段、减速变形阶段和稳定变形阶段后,一直处于稳定变形状态。卸压槽+钢丝绳网锚注支护在回风上山巷道的支护试验取得成功,可为深井软岩巷道支护提供参考依据。     

深部巷道围岩控制原理与应用研究

采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法，研究深部巷道围岩稳定问题，认为深部巷道围岩控制的基本方法是提高围岩强度、转移围岩高应力以及采用合理的支护技术．提出了深部巷道围岩控制的基本技术和控制过程：1）应力转移降低巷道浅部围岩应力；2）采用高预紧力、大延伸量的高强度锚杆、锚索支护系统，强化锚固区围岩强度，提高巷道围岩自身稳定性；3）加强巷道两帮、底角支护，提高巷道最薄弱部位（两帮、底角）残余强度、提高巷道围岩的整体稳定性；4）应用高水速凝材料注浆加固破碎区，提高破碎围岩的完整性和力学参数．该研究成果已成功应用于工程实践．     

陈四楼煤矿煤巷锚杆支护研究

结合陈四楼煤矿 2 4 0 1工作面机巷的具体地质条件 ,对煤巷锚杆支护机理进行了研究 .指出在顶板岩石强度较低的情况下 ,采用高强锚杆支护系统 ,并选择合理的锚固方式 ,可以有效地控制围岩变形 ,保持围岩稳定 .主要介绍了回采巷道锚杆支护的设计思路 ,采用数值模拟方法确定锚杆支护参数并在实施过程中对围岩变形进行监测 .工程实践表明 :应用锚杆支护与棚式支护相比 ,能有效改善围岩的稳定性 ,取得了良好的支护效果 .     

基于InSAR与多源数据融合的堆石坝外观变形重构

为了满足200~300 m级堆石坝变形监测的需求，弥补利用单轨道合成孔径雷达 （SAR）数据只能测得地物视线向与方位向二维变形的不足，基于集合卡尔曼滤波将合成孔径雷达干涉（InSAR）观测与常规点式监测数据进行跨尺度融合，提高堆石坝外观变形的监测精度；利用多维度监测数据，重构堆石坝外观变形场. 以水布垭面板堆石坝为例进行研究，结果表明，多源数据融合能够实现“大范围、低精度、高效率”的新型监测技术与“离散点、高精度、低效率”的常规监测技术的优势互补. 基于多维度监测数据重构外观变形场能够全面地掌握堆石坝的整体变形性态，降低单维度监测结果对实际变形漏判或误判的可能性. 该方法可以用于库岸边坡的变形监测和变形场重构.     

Q345B微合金钢的高温变形行为

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对V,Ti,Nb微合金化Q345B低合金高强度结构钢(HSLA)进行了高温单道次压缩实验.测量了不同变形温度和变形速率下该钢的变形行为,分析了各变形参数对该钢动态再结晶和变形抗力的影响,得出动态再结晶激活能为451.47 kJ.mol-1,并且得出峰值应力和峰值应变都与lnZ之间的关系近似于直线.     

高心墙堆石坝施工期变形时空预测模型研究

针对高心墙堆石坝变形监测断面有限,而传统的单点变形预测模型难以有效反映坝体的整体变形趋势,通过采用分离型时空模型的构建方式,以及基于物理成因分析的单点变形拟合和空间拓展的思路,来构建施工期变形时空预测模型能够克服单点序列模型的某些缺点。本文基于现有的粗粒土变形计算理论,推导并建立坝体垂直、水平变形单点物理成因模型,在单点模型的基础上采用克里金空间插值技术进行空间拓展,构建了高心墙堆石坝变形时空预测模型。经瀑布沟高心墙堆石坝原观变形分析表明,垂直和水平位移物理成因模型能较好地模拟和反映测点变形趋势,实现了基于监测序列的高心墙堆石坝整体变形的三维预测,较好地描述了大坝三维变形趋势,具有较高的精度以及工程应用和推广价值。     

高铌钢奥氏体区变形抗力数学模型及试验研究

在Thermecomastor-Z实验机上对高铌钢奥氏体控轧过程中的变形抗力进行了研究.就试验中变形温度、变形速度、变形量对变形抗力的影响规律进行分析.并对其数学模型进行回归,模型有良好的曲线拟合特性.试验结果为制定合理可行的高铌钢奥氏体区控轧生产工艺提供基础数据.     

Microstructure Study on Semi-solid 60Si2Mn during Compressing

The microstructure behavior and deformation mechanism of semi-solid 60Si2Mn fabricated by electromagnetic stirring under different deformation conditions during thixoforming are studied by means of Gleeble-1500 thermal-strain-stress simulator. The micro- structure of deformed 60Si2Mn and that of the non-deformed are compared. The results show that the grain size within deformation zone decreases as the amount of deformation increases or deformation temperature decreases, but deformation fate has small effect on grain size when the rate is very low. Besides, there is a critical amount of deformation to reduce grain size. These results offer theoretical and experimental basis for further producing semi-solid material with high melting temperature and direct forming of semi-solid slurry.     

复杂薄壁件装夹变形控制研究

针对复杂铝合金薄壁体装夹定位方式较难选定、变形量较大及产品废品率较高等问题,采用Ansys有限元分析了不同装夹方式下工件变形位移量和变形应力绝对值。通过分析装夹变形的影响因素,借助数学建模、理论分析、数值模拟等手段,采用Ansys有限元对其力学模型进行探讨,通过这些力学模型,建立薄壁件的有限元模型;比较不同装夹方式下工件的变形位移量及应力绝对值大小。分析表明,在狭长面采用整个面夹紧方式,工件的变形量最小,从而有效减小薄壁件的变形量,保证加工质量。     

基于ETA模型的配筋措施对于高拱坝变形损伤指标的影响

混凝土拱坝在不同强度超载地震作用下的动力响应,对拱坝抗震裕度评估有着深远的影响,如何评价配筋措施的效果成为一个重要问题。基于耐震时程分析（ETA）法,研究了不同地震强度下,高拱坝是否采用配筋抗震措施对于坝体损伤变形指标的影响。首先对ETA方法、坝体材料本构、横缝模型以及地震动输入方法进行了介绍。然后分别建立了高拱坝采用配筋抗震措施和未采用配筋抗震措施拱坝的数值模型,同时基于ETA方法生成不同地震强度的耐震时程。分析在不同地震强度下,高拱坝是否采用配筋抗震措施的损伤分布、横缝开度以及变形等响应,提出了高拱坝损伤体积比、平均横缝开度以及拱冠梁变形等坝体损伤变形指标。通过对比高拱坝配筋和未配筋的情况下得出的动力响应指标,研究配筋措施对高拱坝响应以及损伤变形指标趋势、相关性以及离散性的影响。计算结果表明:在不同的地震动强度条件下,配筋措施对减小高拱坝的整体损伤是有效的,对横缝开度及位移影响有限,配筋措施可以减小地震随机性导致的损伤变形指标离散。同时,归一化的损伤变形指标表明损伤变形指标有一定的相关性。     

InSAR双轨差分法原理及应用

提出了一种利用解缠后的相位信息或相位梯度信息确定形变区域的InSAR形变检测新方法——双轨差分法,阐述了检测原理,设计了检测流程。实验结果表明,双轨差分法能检测形变区域。经比较分析得出,利用解缠后的相位信息能确定形变区域位置和形变量,检测灵敏度较低;利用相位梯度信息仅能确定形变区域位置,检测灵敏度较高。     

钢筋高强混凝土柱轴压性能尺寸效应试验

为揭示钢筋高强混凝土柱的尺寸效应规律,进行了不同几何尺寸、不配置箍筋的钢筋高强混凝土柱轴心受压性能试验,对比分析了不同几何尺寸试件的破坏特征、名义应力-应变曲线、承载力、变形及刚度.结果表明,未设置箍筋的钢筋高强混凝土柱轴心受压承载力、破坏特征和变形能力表现出一定的尺寸效应。     

周期荷载下软土残余变形的模型试验研究

为研究软土地基在周期荷载下的变形特性,研制和设计了一套周期荷载下模型试验装置。报道了8个模型试验成果,旨在探讨基土的含水量、静力固结荷载、周期加载方式及预剪间歇效应对基土变形特性的影响。推演并验证了周期荷载下残余变形的预测公式,根据试验成果导得了对残余变形发展起控制作用的临界周期荷载比。最后,对基土残余变形发展的机理作了探讨。