基于正交试验的巷道支护参数优化研究

巷道支护参数选择的合理性和科学性是保障其长期稳定的关键。以某铜矿巷道为研究背景,在工程地质条件研究的基础上,利用3DEC离散元软件构建了矿山巷道的三维数值模型,设计了3因素3水平L9（33）支护参数的正交试验方案,获取了在不同参数条件下的变形规律和支护效果。通过对巷道支护参数优化以及经济合理性比较分析,确定了较优的巷道支护参数,即锚杆直径28 mm、长度1.75 m、间排距1.2 m,C20混凝土喷射厚度100 mm。采用极差分析方法对影响巷道稳定各因素的敏感性进行分析,从巷道顶板沉降和侧帮水平变形不同角度分析,得到的巷道支护参数因素的敏感性不同。研究结果在一定程度上为矿山巷道支护提供了技术参考,同时对处于类似地质条件下的矿山巷道支护具有一定的参考价值。     

基于正交试验的低温湿喷混凝土力学性能与配比优化研究

为了研究养护温度、钢纤维、减水剂和速凝剂的掺量这4种因素在低温环境下对湿喷混凝土力学性能的影响规律并对其配比进行优化，对湿喷混凝土的早期强度和后期强度进行了极差分析以及方差分析，利用Duncan法事后比较得到初步配比，并建立了湿喷混凝土早期和后期强度回归模型。研究表明：养护温度对于湿喷混凝土早期、后期的抗压强度影响最为明显，前期抗压强度钢纤维掺量影响最弱，后期强度速凝剂掺量影响最弱。在方差分析中，钢纤维、减水剂掺量和养护温度对湿喷混凝土的早期、后期强度都有极显著影响，而速凝剂掺量则仅对早期强度有极显著影响，后期强度无显著影响。基于Duncan法事后比较可得到湿喷混凝土精度略差的初步配比，后续利用回归强度模型实现对湿喷混凝土配比的高精度优化。通过数据模型结合矿山要求得出湿喷钢纤维混凝土最优配比：钢纤维掺量42.496 kg/m3、减水剂掺量7.989 kg/m3、速凝剂掺量66.910 kg/m3，同时最佳养护温度为12 ℃。