基于地质雷达与3DEC回采巷道支护优化研究

受地质条件、巷道断面形状等因素影响,回采巷道围岩松动圈发育具有非均衡性和不确定性,所以,如何精确得到松动圈厚度是回采巷道松动圈支护的关键问题。本文结合现场实测与数值模拟方法,研究了回采巷道围岩破坏形态及支护方案。首先,利用地质雷达对3条回采巷道两帮及顶板围岩松动圈范围进行了现场测试;其次,采用3DEC软件,对围岩破坏塑性区及变形进行模拟计算。研究结果表明,3条回采巷道围岩破坏范围属于大松动圈,并综合现场测试与数值模拟结果,绘制了松动圈范围图。最后,对原有支护方案进行了优化,结果表明优化的支护方案有效地减小了巷道围岩塑性区厚度及表面变形量,为回采巷道支护提供了参考。     

地下水封洞室围岩松动圈范围测试分析

基于围岩松动圈理论,采用超声波法对某地下水封油库洞室围岩进行松动圈测试分析.测试结果表明施工巷道围岩松动范围在0.5～1.3m之间,介绍了控制松动圈厚度的控制方法,可供洞室围岩支护设计参考.     

基于松动圈测试的煤巷围岩分类及支护评价

松动圈是进行围岩分类及支护优化的重要依据。为了更加深入地了解某深井巷道围岩的分类情况,结合其存在地压大、岩体塑性大以及煤层具有强烈冲击倾向性等特点,应用DYTJ20型岩层探测记录仪对该深井工作面回采巷道进行了松动圈测试,初步确定了其松动圈大小,并根据松动圈理论对其进行围岩分类,进而对回采巷道的支护方案作出科学评价。     

煤矿高地应力软岩巷道支护技术现场试验研究

根据高地应力软岩巷道顶底板情况,通过对该软岩巷道围岩松动圈进行现场实测,给出了该巷道的支护设计方案,并利用多点位移计对支护效果进行现场变形监测。检测结果表明,采用＂耦合支护＂和＂关键部位＂加强支护等技术和措施,实现了对高地应力软岩巷道大变形的有效控制。     

煤矿围岩性质研究常用的科学方法

煤矿围岩性质的研究对于支护方案的选取有着至关重要的作用,为了探究煤矿围岩性质,本文总结了三种常用的科学方法。常用的科学方法主要有巷道松动圈测试、岩层深基点位移监测和巷道围岩表面位移监测。通过三种方法测试,基本可以掌握煤矿巷道围岩性质及其变形规律,在多数矿井合理支护参数优化方案的提出过程中,起到了良好的参考作用。     

煤矿巷道支护方案设计研究

巷道的支护设计是否合理,是煤矿安全生产的基本保证,因此巷道在开挖过程中,要确定合理的支护参数。本文根据松动圈理论,针对延安某煤矿50101回风巷进行研究,采用多点位移计法现场实测巷道围岩的松动圈范围,并确定合理的支护设计方案,为巷道的开挖提供可靠的安全保障。     

深埋炭质千枚岩巷道松动圈测试及主被动联合支护研究

某铅锌矿550中段南部炭质千枚岩巷道围岩应力高,变形大,开挖后易塌方,极难支护,严重影响着矿山的安全生产和开采进度。室内试验结果表明,550中段炭质千枚岩属于中膨胀性软岩,具有较强的吸水性、易软化和崩解破坏。在现场巷道典型断面开展了松动圈声波测试,结果表明,巷道松动圈范围为2.0 m,属于大松动圈Ⅳ-Ⅴ类软岩。根据大松动圈组合拱支护理论,提出超前注浆+喷锚网+钢拱架的主被动联合支护技术,并确定了相关支护参数。运用大型岩土工程分析软件FLAC3D对比分析6种支护方案下巷道的稳定性,最终确定方案5为最优支护方案,即超前注浆+喷锚网+钢拱架支护(钢拱架间距1 m)能够较好地控制炭质千枚岩巷道的变形和稳定。研究成果为矿区炭质千枚岩巷道的支护提供了理论依据,同时也为类似软岩巷道的支护方法提供参考。     

某高应力“三软”煤层回采巷道围岩的支护

针对船景煤矿7号"三软"不稳定煤层,通过室内试验结合现场监控监测得出该煤层1173综采面巷道围岩为典型的高应力"三软"煤层回采巷道。由于高应力条件下软弱围岩松动破坏范围扩展迅速,且流变作用使巷道围岩破碎且变形量持续增大,致使锚网索联合支护结构失效,进而导致围岩-支护承载结构丧失承载力的支护失效,鉴于此,提出新型全长黏结锚固、全封闭护面、顶板多拱有序承载和围岩协同加固技术的支护优化方案。现场实测表明支护效果得到了有效改善。     

深井巷道围岩主应力差演化规律物理模拟研究

以山东郓城煤矿深井破坏巷道为工程背景,在大尺度(1.0 m×1.0 m×1.0 m)真三轴模拟试验系统上再现其开挖卸荷效应的全过程,通过模型内部切片法获得深井巷道围岩无支护条件下的破坏模式和范围;借助自主研发的三维应力测试元件揭示深井巷道不同深度处围岩真实的加卸载应力路径与开挖前后应力状态,重点分析松动圈内外围岩主应力差的演化规律,并结合围岩破坏范围及模式对其机制进行探讨。     

动载作用下圆形巷道锚杆支护结构破坏机理研究

将冲击应力波进行合理简化,建立平面P波与圆形锚固巷道相互作用简化模型。结合算例,通过分析深部围岩径向应力、巷道表面切向应力、巷道表面径向位移以及深部围岩与巷道表面径向位移差等代表性指标,确定了重点支护位置,推导了重点支护位置的锚杆受力机制并提出了相应破坏类型及判据。结果表明:迎波侧与侧向位置是重点支护位置。迎波侧锚杆总应力是静载轴应力、锚杆振动的动应力和动载下围岩变形引起的附加应力的叠加,强冲击下迎波侧支护结构的破坏类型为单次瞬间摧垮破坏,围岩受压破裂,锚杆松动失去加固作用;循环弱冲击下的破坏类型为循环累积损伤破坏,受压围岩逐渐损伤致裂,锚杆反复受压、受拉直至松动,这进一步加剧围岩的损伤破裂,当承载拱强度降低到一定值后,一次小冲击就能诱发巷道冲击破坏。侧向位置锚杆总应力是静载轴应力、动载下围岩变形引起的附加应力的叠加,锚杆始终受拉,在强冲击下可能发生拉断破坏。通过相似模拟试验,较好地验证了理论分析结果,表明理论分析结果对工程实践具有一定的指导意义。     

高边坡开挖非线性有限元数值模拟

在土体非线性有限元理论的基础上,研究编制了边坡开挖有限元程序,应用该程序对某一公路高边坡每一阶段开挖后的位移进行跟踪模拟,计算结果表明,该程序用于模拟边坡开挖过程是可行的。     

软土地区深基坑工程存在的变形与稳定问题及其控制——基坑施工全过程可产生的变形

随着我国城市建没的发展,软土地区的深基坑工程设计与施工面临越来越复杂的环境条件,基坑施工对环境影响的控制要求也越来越严格,基坑工程已进入已变形控制设计与施工为主的时代.结合天津软土地区的工程实践及国内其他地区经验,将基坑工程的全过程划分为基坑支护结构施工、基坑降水、基坑开挖、基坑使用、拆除支撑、地下水位恢复等6个阶段,分析了施工全过程各个阶段可能产生的稳定与变形机理、危害及控制方法.     

软土地区深基坑工程存在的变形与稳定问题及其控制——基坑施工全过程的稳定问题

对基坑施工全过程可能产生的稳定问题进行了分析,指出了复杂深基坑的稳定问题复杂性。根据基坑失稳的直接引发因素划分为基坑支护结构施工引发的稳定问题、坑内外土体形成滑动面引发的稳定问题、竖向支挡结构(排桩、地下连续墙等)破坏引发的基坑稳定问题、水平支撑(锚杆)系统破坏引起的基坑稳定问题、水平支撑的竖向支承系统(立柱)破坏引发的稳定问题和地下水引发的稳定问题6类,对其失稳机理、危害、治理措施进行了分析。最后,提出了基坑支护结构体系的冗余度设计概念和分类。     

隧道分部开挖的围岩松动区演变分析

以乌蒙山二号四线铁路隧道为工程背景,通过数值模拟手段对比研究分部开挖与一次成洞的松动区形态和大小差异,再结合现场测试结果,分析隧道分部开挖的松动区演变规律。结果表明：一次成洞松动区范围要普遍大于多部开挖的最终松动区范围,最大径向松动深度高出12.6%,最小径向松动深度高出41.2%;在松动区分布形态上,一次成洞表现为左右基本对称,多部开挖具有一定的不对称性,且多部开挖基本是从拱顶到边墙部位依次减小,而一次成洞则呈“拱顶>拱脚>拱肩>边墙”的分布形式。多部开挖时,先挖部分的松动区随着后续开挖部的推进有所增加,后挖部对先挖部的影响表现为：“上下关系”强于“左右关系”;另一方面,左右对称位置后挖侧松动区略大于先挖侧,说明先挖部对后挖部亦有劣化作用;其最终松动区是各开挖部相互影响和发展的结果,体现过程相关性。     

坑外搅拌桩加固对基坑变形的影响分析

在软土基坑施工过程中,由于地铁盾构进出洞以及为了保护基坑周围建筑物等原因,常常会进行坑外加固。坑外加固会提高土体强度,也会对基坑变形产生影响。本文结合上海地铁某车站端头井加固的工程实例,分析了坑外搅拌桩加固对基坑变形造成的不利影响,并在此基础上提出了一些减少坑外加固影响的控制措施,希望对以后的类似工程提供借鉴。     

可拓学理论在深基坑安全评估中的应用研究

深基坑工程变形往往有多个评价指标，但在工程实践中，各个评价指标往往不在同一范围内，这给深基坑工程的整体安全性评价带来了困难。文章利用可拓学理论建立了深基坑工程安全评估模型，通过计算深基坑安全的关联函数，对各评定等级的符合程度而做出综合评定，把深基坑安全评估由定性评估转化为定量评估，并以某深基坑工程为示例，利用建立的数学模型对该深基坑工程进行了评估，评估结果表明了该方法的可应用性。     

深基坑土钉支护的数值模拟分析

根据土钉支护的特点,建立三维有限元计算模型模拟基坑开挖与支护的施工过程.结果表明,基坑开挖应采用竖直方向分层、水平方向分段进行的方法,在深度较大的地方分段的长度应适当减小,超挖对基坑边壁的竖直方向变形影响很大,且使边壁的水平方向变形量增大,应当尽量避免超挖出现.     

用有限元法分析基坑的稳定性

采取弹塑性有限元程序,考虑基坑分步开挖的影响,对基坑开挖施工进行了模拟。通过分析开挖过程中土体的变形和应力状态及破坏状态,对开挖阶段基坑的整体情况进行了评价。     

天津现代城超深基坑降水与土方开挖施工技术

以天津现代城工程为例,根据基坑围护体系和4道对撑角撑结合边桁架支撑体系特点,采用新工艺SVD超强真空降水井和"中心岛"式、盆式开挖相结合的施工方法。对SVD井与普通疏干水井进行了对比,阐述了超深基坑降水与土方开挖施工技术。监测结果表明,各项数据均在正常范围,有效缩短了工期,取得良好效果。     

基于计算机模拟的深基坑变形动态控制技术

城市中心区大型深基坑的变形控制已不能单一依靠设计方案制定基坑施工方法,应结合计算机模拟技术及信息化技术指导施工.结合钱江商务中心广场基坑变形的特点,正式施工前,先采用计算机技术模拟基坑开挖及拆撑期间的变形,再优化设计,进行施工.通过全程监测,与模拟结果比较,利用信息化指导施工,严格控制施工全过程的变形,确保了基坑安全,工程实施效果良好.