岩石峰后注浆加固前后力学特性单轴试验研究

在岩石试件单轴压缩破裂的基础上,进一步开展了峰后注浆加固试件的力学特性试验研究.分别采用水泥浆和玛丽散N加固破裂试件,试验发现分别采用玛丽散N、425#水泥进行破裂岩石注浆加固时,岩石强度比其残余强度都有显著提高,加固后岩石的变形趋于协调.同一浆液加固不同的岩石,被加固体本身的强度越高注浆加固体的强度提高越高;同样的岩石注入不同浆液,浆液的粘结强度越高注浆后的强度就越高.试验结果验证了岩石注浆加固是加固围岩非常有效的方法.     

开采沉陷动态数值仿真研究

在充分分析采场上覆岩体内部移动变形规律的基础上，建立了开采沉陷的动态分析模型，认为岩体运动有四大要素控制，即工作面推进、上覆岩体结构演变、岩体流变和矸石压缩流变。水平或近水平煤层可视为平面应变问题，编制了有限元分析专用程序，并用于实际的开采沉陷预计与控制工程中。     

巷道围岩最优恒阻支护计算方法

根据岩石和围岩的蠕变机理以及岩石流变控制原则,在实验研究的基础上,提出了新的岩石稳定蠕变准则,并建立起一个岩石最优恒阻支护计算方法。用这一计算方法能求出岩石恒阻支护的重要技术参数,即最优(小)恒阻支护力、围岩最大允许变形量、恒阻U型钢支架的截面积、联接螺栓的预紧力和直径及最优支护力的拧紧力矩。按最优恒阻支护计算方法设计巷道支护,可以达到经济且安全的最佳支护效果。文中应用了课题组近期岩石流变实验研究的结果:应力偏量第三不变量对岩石蠕变影响显著;岩石侧向蠕变的应力阀值比轴向蠕变应力阀值低20%～40%。这些结果的应用使巷道岩石支护的设计更趋于安全。     

流变特性引起围岩应力场演变规律分析

为了研究流变特性引起围岩应力场演变规律,分析了巷道开挖完成后,围岩的应力状态,得出围岩应力峰值点位于塑性区与弹性区的交界处;选取西原模型计算软岩的流变过程,在计算过程中,提出了三向应力状态下围岩应力峰值点发生转移的判据;结合典型软岩巷道-龙口海域巷道流变实验成果,给定一个极小的时步Δt,在σ(x,t)作用下将会产生一个应变增量Δε,当围岩应力峰值点位置发生变化时,应力重新分布,形成新的应力分布σ′(x,t),编制计算程序,计算得出不同时刻的应力分布情况和围岩应力峰值位置.根据计算结果,得出了巷道开挖后围岩应力峰值的转移规律,并得出围岩应力峰值点会最终趋于某一位置.     

软岩巷道围岩变形破坏规律研究

我国煤矿软岩巷道支护问题是煤矿开采等地下工程维护中的一大技术难题 ,而巷道底鼓又是巷道围岩变形破坏的一种主要形式 ,大量的实测资料表明 ,在巷道顶底板移近量中约有 2 / 3～ 3/ 4是由底鼓造成的 ,强烈的巷道底鼓不仅带来了大量的维修工作 ,增加了巷道的维护费用 ,同时 ,底板的稳定性显著影响着巷道两帮及顶板的变形与破坏 ,危及矿井安全生产。因此 ,它越来越引起采矿工程和岩石力学界的高度重视。采用现场实测和数值计算相结合的方法 ,探讨了软岩巷道的变形规律及破坏特点 ,得出了一些规律性的认识 ,对现场巷道支护具有一定的指导意义     

岩移“四带”模型与动态位移反分析

为应用岩石力学数值分析方法进行岩层与地表移动计算，采用位移反分析方法，进行了模型识别和理论分析研究。认为：（１）采后覆岩结构具有分带性，结构力学模型应划分为破裂带、离层带、弯曲带和松散冲积层带；（２）岩石的本构方程可以应用内时理论和开尔文－伏尔特流变模型得到；（３）对于线性、粘弹塑性力学问题可应用三点抛物线方程法求得最优估计值；（４）地表水平移动是岩层与松散冲积层倾斜变形引起的，水平移动值取决于倾斜和表土层翘曲变形两种因素。     

覆岩注浆开采地表减沉过程分析

本文把覆岩注浆开采地表下沉划分成初始、注水、注浆三个阶段，其中初始下沉是不可控制量，而注水与注浆下沉是可控制下沉，并进一步指出采用超前高压注水是提高减沉效果的有效技术措施     

Engineering practice of reducing ground subsidence by grouting into overburden bed-separated and similar model experiment

The subsidence prediction theory under the condition of grouting into bedseparated was developed. Reducing ground subsidence by grouting was carried out on eight fully-mechanized top-coal caving faces, by using the continuous grouting in multiple-layer to obtain experiment results of reducing subsidence under fully mining. The similar material model that can be dismantled under the condition of constant temperature and constant humidity was developed. The model was used to simulate the evolution of overburden bed-separated under such constraints of temperature and humidity, at the same time, and to test the hardening process of similar materials.     

软岩巷道支架结构稳定性分析

目前软岩问题突出,在一些软岩巷道中,用于支护的U型钢支架破坏比较严重,本文对支架进行了结构力学分析,并从支架自身结构方面对破坏原因进行了分析。最后并对最佳支护时间进行了阐述。     

离层注浆减沉条件下的地表沉陷预计理论及方法

文中阐述了覆岩离层注浆减沉时起到减沉作用的是在离层内沉淀压实后形成的粉煤灰湿灰体这一学术观点。分析了灰体分布对下沉的影响，建立了注采比的概念，提出了基于注采比的地表沉陷预计理论与方法。