剪胀底臌机理与控制对策研究

研究表明,巷道底臌有挤压、挠曲、膨胀和剪胀等形式,剪胀底臌是最常见的一种形式.根据巷道围岩本构关系,建立了剪胀底臌力学模型及分析计算简图,根据岩土体主动和被动压力作用原理,导出了巷道底板塑性区发展范围、深度及底板压力解析计算式.经计算分析、数值模拟、工程实测等方法的对比,验证了解析计算方法和工程实际的拟合性,为剪胀型底臌治理提供了理论依据.     

复杂环境高应力软岩支护技术实践

软岩巷道具有高地压、难支护和持续变形的特点。通过对复杂环境高应力软岩巷道破坏机理进行探讨,提出了合理的控制对策,可控制巷道的强烈变形,具有较显著的经济效益。     

Verhulst模型在层溪隧道监控量测中的应用研究

结合层溪隧道监控量测计算实例对灰色GM模型在隧道监控量测的适用性进行讨论,经计算发现,在数据接近饱和S型序列时,用Verhulst模型拟合可以有较高的精度,对于公路隧道信息化设计和施工具有参考意义。     

巷道围岩预注浆与长期防水控制

根据巷道突水机理和岩土有效应力作用原理,对围岩注浆工艺进行理论分析和现场试验,认为巷道帷幕预注浆过程符合有效应力作用原理,可实现有效应力和孔隙水压力的平衡,达到初次防水,巷道壁后设置动态膨胀密封防水层,具有增强提高有效应力减少孔隙水压力的作用,达到长期防水效果,为出水区域掘巷和防水提供了理论依据。通过理论分析、工程应用和观测结果的验证,巷道掘进预注浆理论和技术为巷道防水提供了有效的途径,便于推广应用。     

井巷锚注和围岩强化技术实践

采用锚注技术控制软岩巷道持续变形是研究的主要目的.对锚注支护的原理和控制技术进行了分析;通过试验优化了适宜锚注控制的高效、低廉、无机注浆材料;工业性试验和矿压监控表明,注浆技术工艺简单,技术可靠,可控制围岩持续变形破坏,具有显著的技术经济效益.     

人防软岩隧道支护技术的研究与应用

根据软岩大地压、难支护和持续变形破坏的工程特征,提出了软岩隧道关键部位的支护概念,并分析了关键部位的支护原理．工程实践中采用非等强耦合控制技术与注浆强化技术对关键部位实施二次支护,成功控制了围岩的变形,保证了隧道工程的稳定．该控制技术具有简单、安全可靠、掘进速度快、支护费用低等优点,可推广应用．     

豫西膨胀软岩巷道病害机理及支护技术研究

根据豫西巷道病害机理,优化了巷道设计及工艺．工程实践中取消了现有的小断面工钢支护,采用了大断面U型钢支护,真正实现掘进效率的提高,解决了豫西地区不稳定煤层巷道掘进的难题．     

膨胀岩变形机理与注浆强化技术

采用膨胀岩微观吸水及水理特征试验、浸水前后应力-应变关系与变形模量力学试验,分析膨胀岩微观水理作用特征,通过围岩本构关系理论分析,研究膨胀岩巷道受工程应力引起的变形、扩容、膨胀现象.研究结果表明黏土矿物比表面积数值巨大,在水理作用下形成强结合水层,是引起围岩吸水膨胀的主要原因;巷道受工程应力引起的岩体破坏、扩容、膨胀是巷道持续变形的主要原因.研制了降低黏粒扩散水层厚度的 "施工水"进行施工,并提出了控制 "围岩吸水膨胀"和注浆围岩强化控制"应力扩容膨胀"对策方法.研究成果可以控制巷道的强烈变形,保证巷道的稳定,具有显著的技术经济效益.     

基于破碎巷道底板成孔的快速钻杆钻头技术研究

为了向破碎巷道底板钻孔注浆,研制了基于破碎巷道底板成孔的快速钻杆钻头。并对快速钻杆钻头的结构与工作原理进行了研究和设计,在软岩巷道一次支护和二次支护中进行了工业性试验,试验结果表明:钻孔施工方便,钻孔深度达到1 500~2 500 mm,并达到了设计要求,为巷道和地下工程在特殊条件下施工提供了保证,具有显著的技术经济效益。     

膨胀岩力学性质试验与巷道支护参数的预测研究

试验研究膨胀岩的物化和力学性质,建立力学模型,分析预测巷道的力学行为是研究的主要目的。首先建立了膨胀岩的分析试验模型,对膨胀岩的物化和力学性质进行了试验,总结出深度与密度、孔隙比、吸水率与膨胀率、膨胀力、强度、弹性模量的关系;其次建立了膨胀岩的力学模型,通过理论模型与工程模型的耦合分析,提出了巷道底臌、应变及支护应力的预测计算方法;最后通过工程试验的分析对比,验证了理论计算和工程实测具有较高的拟合性。研究成果为同类或相近条件下膨胀岩巷道支护参数的预测计算提供了依据。