深立井围岩稳定性分析

文章目的在于揭示超深立井岩石开挖后，井帮围岩在地应力重新分布情况下的应力变化情况，然后利用围岩的强度准则和变形标准来分析围岩的稳定性，进而为是否采用临时支护提供理论依据。文章的理论分析过程，应用了弹性力学中轴对称理论、应力集中原理和库仑-纳维尔强度准则。本文的研究成果，可作为基岩段井壁结构设计的依据和快速掘进方案制定的基础。     

矿山立井井筒与表土之间的剪切力分析

揭示矿山立井井筒与周围表土之间剪切力的分布规律，为正确的立井井筒力学模型建立奠定理论基础。分析弹性剪切力和塑性剪切力的形成及特征，剖析以往解析分析中存在的问题。在此基础之上，利用莫尔-库仑强度理论、点的应力状态理论和桩土相互作用理论中的剪切位移法对弹性剪切力和塑性剪切力进行极为细致的分析，并最终获得反映两种剪应力随表土深度变化规律的解析解。研究结果对正确的分析立井井筒的应力分布规律、井壁危险点处的应力变化规律及立井井壁变形、破裂预测理论的建立具有重要作用，对桩土之间剪切力的研究也具有一定参考价值。     

表土沉降阶段煤矿立井井壁破裂应力分析

煤矿立井井壁的破裂一直是一个未能很好解决的重大课题，主要原因是井壁设计时未充分考虑温度应力的影响，致使井壁的强度不能满足正常使用的要求。为此，分析了立井井壁温度应力的形成及其对井壁破裂的重要作用。从物理学中的热胀性原理及热传递理论入手，全面考虑了固体力学中的热弹性理论、材料力学中的静不定问题的求解方法以及土与弹性固体之间的相互作用原理，着重研究了作用于井筒外壁上的摩擦力分布规律，推出了求解温度应力的解析公式，并通过具体算例分析了立井井壁危险层面处的各应力成分。分析结果表明，危险层面上的竖向温度应力高达80％，环向温度应力高达70％，因而得出了“温度应力才是导致立井井壁破裂的最主要因素”的重要结论。所得结果不仅可用于煤矿立井井壁的设计，而且还可用于立井井壁破裂原因的分析及相应事故的鉴定。     

水力耦合下节理砂岩三轴压缩渗透性能试验研究

为了研究节理砂岩在高地应力、高水压耦合环境下性能发展情况,利用配有渗流装置的岩石三轴伺服试验机,开展不同围压与渗透水压下节理砂岩三轴压缩渗透性能试验.结果表明:节理砂岩三轴压缩渗透峰值强度随着围压增加而增大、随着渗透水压增加而减少,围压对峰值强度的积极影响要大于渗透水压对峰值强度的消极影响;初始渗透率受试件所处力学环境...     

考虑软化和扩容的圆形巷道围岩Z-P准则弹塑性解

巷道围岩受应力作用表现出的软化、扩容行为对巷道的变形和破环有重大影响。为了研究软化、扩容特性对巷道围岩稳定性的影响,根据岩体的软化特性,建立理想的弹性软化模型,将围岩分为弹性区、塑性软化区和破裂区;基于Zienkiewicz-Pande准则和非关联流动法则,考虑围岩的软化、扩容特性,推导出含中间主应力的圆形巷道弹塑性解析解;将Z-P准则与M-C、D-P等准则进行比较,分析了软化模量、扩容等因素对巷道围岩的影响。结果表明:Z-P准则可良好地适用于发生软化、扩容的巷道;中间主应力系数为0.4时,围岩塑性区范围最小,围岩位移最小,塑性区内应力最大;软化模量越大,围岩破裂区半径越大;剪胀角越大,塑性区位移越大,破裂区半径越大;支护阻力越大,巷道塑性区范围越小,且提高支护阻力能有效控制巷道围岩的变形。     

双盘双网锚喷支护结构承载机理研究

文章揭示了双盘双网混凝土喷层对围岩应力分布规律的影响,以及双盘双网混凝土喷层结构自承载能力与普通混凝土喷层结构自承载能力之间的差异。对两种不同混凝土结构的承载机理进行了分析,并通过计算机模拟对两种不同结构下围岩应力进行了量化研究,结果表明双盘双网混凝土结构不仅改变了单网支护时混凝土的受力状态,使其成为约束混凝土,而且使得围岩应力集中情况大为改观,研究结果对软岩巷道的支护具有非常重要的理论指导意义。     

大倾角多层软弱煤岩层中煤层运输巷支护研究

文章以安徽宣城某煤矿-500m煤层运输巷为研究对象,分析了大倾角多层软弱夹煤岩层中,煤层运输巷道的支护机理。文章结合该矿的具体施工能力,制定出了较为符合实际情况的锚网索联合支护方案,并利用有限元分析技术给出了支护前后巷道变形情况的对比,研究结果对倾角较大、巷道揭露围岩层数较多、软弱、夹煤围岩中锚索网联合支护技术的应用,有较大的参考价值。     

富水软岩巷道复合支护技术与监测分析

针对淮北某矿富水的软岩巷道因含水量较多而产生变形破坏的问题,根据巷道围岩的理论弹塑性,提出1种"两层钢筋网夹混凝土喷层+锚杆(索)注浆"的高效复合式支护方案。并阐述了该复合支护之间相互作用的力学机理。结合在实际矿区的监测数据,得出该种复合支护方式能够有效抑制巷道围岩的变形问题。     

岩体剪胀对巷道围岩塑性区位移的影响分析

为研究巷道围岩塑性区的力学性质,考虑岩体剪胀特性及巷道塑性区的弹性变形,采用H-B准则和非关联的流动准则对圆形巷道进行理论分析,通过在弹塑性交界处的应力连续条件,得到了塑性区半径和位移的H-B新解;结合算例分析了剪胀特性对围岩塑性区位移的影响,并与M-C准则解作对比。分析结果表明:岩体剪胀系数越小,M-C与H-B准则计算出的塑性区位移吻合度越好;随着剪胀系数的增大,吻合度下降,围岩塑性区的位移也会增大,在弹塑性交界处,文中H-B准则解在不同剪胀系数条件下塑性区位移相等,而M-C准则解不等,理论上证明了本文解的准确性。