国内软岩支护开采现状及难易度类比分析

为正确合理地分析煤田规划建设中软岩问题的难易程度，本文采用了直接工程类比法，即筛选出我国煤矿具有地层、埋深相似的软岩矿井，对其在矿井建设过程中出现的软岩问题进行对比分析，依据软岩工程实践经验和对工程的分析判断，对煤田开采中出现的问题进行了类比分析。直接类比的主要参考指标包括：成煤地质年代、围岩力学性质、开采深度、巷道类型、巷道断面形状及尺寸、支护方法。     

深埋准备巷道支护参数设计

深部巷道围岩的力学性质发生了明显变化,从而表现出其特有的力学特征现象:浅部表现为普通坚硬的岩石在深部可能表现出大变形、难支护的软岩特征,分析深埋巷道支护难点,针对提高围岩残余强度、充分发挥围岩自承载能力及巷道围岩弱结构控制原则,提出1015轨道大巷掘进支护方案,为类似条件下巷道支护设计提供参考。     

21采区皮带下山支护技术研究与实践

本文为解决采动影响下软岩巷道支护技术难题,基于某矿21采区皮带下山地质条件分析以及工程的重要性,采用巷道破坏原因分析、支护方案确定、及现场支护效果分析相结合的方法 ,对软岩巷道采用一次锚网支护+二次锚梁索支护相结合的二次支护技术,保证巷道的长期稳定;结合现场支护试验效果分析,进一步说明巷道支护设计的合理性,同时为二次支护技术在该矿区类似软岩巷道中的推广提供实践依据。     

矿井深部巷道围岩控制支护技术研究

该文阐述了卸压钻孔支护技术的机理,并以东庞矿深部巷道支护试验为例,通过理论力学计算、数值模拟、现场监测反馈结合的研究方法,分析了钻孔卸压技术中钻孔长度、孔径、间排距参数与围岩应力变化的关系,并分析了锚杆预紧力与围岩应力变化的关系,对钻孔卸压和高预紧力锚固技术的联合支护技术进行总结。解决了东庞矿深部巷道支护难的问题,减少了巷道的维修次数和维修成本。该技术可以指导类似条件下的工程实践,具有一定的推广应用价值。     

浅析巷道维护在软岩井巷治理中的作用

在煤矿施工中,经常会遇到松软岩层井巷支护的问题,巷道维护影响着软岩矿井的生产。文章结合煤矿操作工程实践等进行了软岩巷道矿压变形特征、显现状况的分析,提出巷道维护可有效抵制二次来压,提高围岩应力的均衡效果,降低与膨胀引发作用力正面对抗的概率。实践经验表明,巷道维护成本明显低于一次永久支护成本。     

煤矿软岩支护技术的探讨与分析

软岩巷道的支护一直是困扰我国煤矿的难题。软岩是软弱、破碎、松散、膨胀、流变、强风化蚀变及高应力的岩体之总称,软岩分为地质软岩和工程软岩。本文主要对软岩巷道支护技术进行了探讨。     

某工程泥质膨胀岩问题研究及处理技术

本文根据泥质岩膨胀性的划分标准,并通过对试验结果的研究,发现了工程区段泥质膨胀岩的工程特性;分析和研究了工程区段泥质膨胀岩的工程特性及其分布规律,并讨论了泥质膨胀岩地基处理的工程对策。     

锚网喷注支护技术在深部软岩层巷道施工中的应用

深部软岩巷道具有较大变形特征,单一的支护方式难以控制。锚网喷支护与注浆加固围岩是一种共同作用的耦合主动支护方式．可以改变围岩力学参数,提高围岩强度。本文结合兴山煤矿施工三水平南一石门29层-30层总回风道的工程实践,分析了注浆加固围岩的工程特点,经工程应用表明,注浆加固技术显著提高了围岩的强度和承载能力,有效地控制了深部软岩巷道变形问题．是一种有效控制深部软岩巷道变形的支护形式。     

深部软岩巷道“双壳”支护方法应用实践

针对深部软岩掘进后巷道变形严重、难支护、影响因素多以及情况复杂等问题,该文以内蒙古某矿内蒙古某矿南二行人下山上段岩巷为研究对象,通过理论分析和现场试验研究分析,提出了针对深部软岩巷道深浅孔“双壳”支护方法。研究表明：浅孔进行初步形成一道壳,初步对“软”岩固结,深孔进行进一步加固,使破碎岩石完全进行胶结在一起,形成第二道壳。通过对比试验考察支护效果发现,采用深浅孔“双壳”支护方法后巷道基本不发生变形,支护效果良好,能更有效支护岩巷段顶板,防止顶板事故发生,提高巷道利用率,减少巷道二次维护。     

松软煤帮巷道支护方案的比较研究

由于软岩具有变形量大,来压迅速和长期流变等复杂的工程性质和特点,因而软岩巷道的支护成为了一个难题。根据我国赵庄矿井的具体情况,针对巷道工程地质环境,巷道煤岩体破坏机理分析和比较,来突出松软煤帮巷道支护方案,相对于传统的支护方案更具有科学性和可行性。     

岩石和水耦合参数在破裂过程中的演化规律

该文在理论研究的基础上,建立了岩石与水相互作用的力学模型和耦合参数的表述形式,证明了Biot系数取值范围为大于孔隙率而小于1,通过岩石在不同偏应力状态下的注水试验、不排水试验、在不排水条件下水压力加载和卸载试验、在不排水条件下的比例加载试验等,提出了以不排水试验方法确定比例极限点的观点,证明了岩石在破裂过程中其耦合力学参数是逐步演化的,水压力致使岩石峰值强度下降、变形增加。试验显示Skempton系数分散性较大,在注水和不排水试验条件下,水压力的作用机理也不尽相同;Biot系数在轴向和径向具有不同的演化规律等观点。这种研究对石油开采及高放废物处置等研究具有重要意义。     

围压下岩石的冲击力学行为及动态统计损伤本构模型研究

采用改进后具有主动围压加载装置的f100mm 分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,研究了斜长角闪岩在不同围压等级(0MPa~6MPa)和不同应变率(50s-1~170s-1)下的冲击压缩力学性能。试验结果表明:在相同围压下,斜长角闪岩的动态抗压强度随应变率的增加而近似线性增加,动态增长因子与应变率的对数呈近似线性关系,体现了显著的应变率相关性;在同等级应变率范围内,随着围压的增加,岩石的增强效果逐渐增强,显现出较强的围压效应。采用组合建模的方法,将统计损伤模型和粘弹性模型相结合,建立了基于Weibull 分布的动态损伤本构模型。验证发现,修正后的模型曲线和试验曲线吻合较好,表明所构建本构模型是合理的,可为进一步研究和工程应用提供一定的参考。     

高速电梯机械系统动力学模型的建立与修正

本文建立了高速电梯机械系统的动力学模型，在此基础上，针对电梯动力学模型参数随电梯运行位置变化的特点，本文提出了一种基于实测固有频率和优化技术的电梯动力学模型修正方法。给出了一台电梯的动力学建模与修正实例。应用实例结果表明，用本文方法建立与修正的动力不模型能较好地模拟该电梯机械系统的动力学性能。     

磁流变阻尼器简化力学模型研究

基于磁流变液体在不同磁场和剪切率下流变特性和磁流变阻尼器在混合模式下的力学原理,推导出包含四个待定系数的磁流变阻尼器简化力学模型。利用MTS8701系统测试的磁流变阻尼器的阻尼力与活塞杆运动速度及励磁电流的试验数据,对磁流变阻尼器简化力学模型进行了系数辩识。用磁流变阻尼器的电压驱动和电磁系统动态响应时间加上磁流变液体成链时间作为磁流变阻尼器的响应时间,建立了带时滞因子的磁流变阻尼器简化力学模型。试验与仿真分析结果表明,该简化力学模型能反映其基本力学特性。     

正交钢丝环链网片顶压力学行为薄膜等效方法

正交钢丝环链网片广泛应用于落石防护工程,具有复杂的非线性力学行为,针对目前常用的离散接触态环梁单元模型计算效率低的问题,提出了一种薄膜等效模拟方法。开展了网片加载试验,研究了试件的P-Δ特性,分析并揭示了网片的正交化受力特征及正交拉力带的形成机制。基于最短传力路径原理构建了薄膜面外加载的正交拉力带解析模型,推导了等效薄膜的应力-应变关系,建立了薄膜顶压有限元模型。研究表明:采用指数强化弹塑性本构的薄膜能够在数值模拟中准确反演网片面外加载的宏观力学行为,模拟得到的顶破力、顶破位移和耗能能力与试验相比误差均小于10%。同时,采用该文方法建立的冲击力学模型求解得到的冲击响应与既有文献的试验结果吻合较好,加速度峰值误差4.3%。最后基于冲击模型,对比了等效模型与环梁模型的计算效率,等效方法的计算效率可提高10倍以上。     

孔隙率对多孔聚乙烯醇缩甲醛凝胶性能的影响

通过成孔剂法制备不同孔隙率的聚乙烯醇缩甲醛凝胶(PVFM),其具有对含水量变化快速响应的特性,研究其在吸水、脱水过程中孔隙率对体积、质量、力学性能变化的影响。研究表明,多孔凝胶的孔隙率越高,其吸水、脱水的速度越快。而其力学性能及随含水量变化的敏感性却相应降低。在流量控制、湿度调节等多孔凝胶驱动控制的系统中．缩短凝胶响应时间的同时,要保证其力学行为随含水量变化的敏感性。     

斜拉桥钢-混凝土结合梁的受力性能试验研究

斜拉桥钢-混凝土结合主梁的受力特点与常规结合梁有所不同。针对江津观音岩长江大桥钢-混凝土结合梁,设计并制作了1∶2大比例试验模型,对其进行了单项荷载与承载力极限状态荷载组合的加载试验,测试了试验模型主要断面的应变分布情况;结合有限元分析,对斜拉桥钢-混凝土结合梁的受力性能进行了研究。结果表明:斜拉桥结合梁承受较大弯矩时,截面上的应变并非线性分布,不满足平截面假定;轴力作用的加入能够有效抑制斜拉桥结合梁在弯矩作用下的滑移趋势,相比于常规结合梁,其钢与混凝土交界面的相对滑移量会更小;有限元分析结果与模型试验结果吻合较好,具有足够的工程精度;在该文所研究的斜拉桥主梁中,轴力主要由混凝土板承担,弯矩主要由钢梁承担。     

节理岩体本构模型数值模拟及其验证

为了深入研究节理裂隙岩体的破坏机理,基于Mohr-Coulomb准则,利用(PFC)离散元程序,引入颗粒接触连接本构关系,建立了含孔洞岩样Burgers蠕变模型,以数值模拟的应力-应变曲线与试验曲线吻合作为PFC细观力学参数选取的准则,并利用获得的力学参数对含孔洞节理岩体破坏过程进行数值再现,模拟了不同颗粒单元参数试样...     

古建木构铺作层侧向刚度的试验研究

通过对单铺作、两铺作、四铺作模型的低周反复荷载试验,研究了枓栱侧向刚度的退化规律。试验得出了单铺作、两铺作、四铺作的力-位移滞回曲线及骨架曲线。通过试验可以看出铺作层的变形是以水平滑移为主。摩擦滑移具有耗能、隔振作用,这也是古建筑木结构有着良好的抗震性能的重要因素。试验模型的滞回曲线呈平行四边形,滞回面积饱满。这说明铺作层具有良好的滞回耗能特性。铺作层的力学模型属于线性强化弹塑性模型。根据试验得出的恢复力模型反应了铺作层的恢复力特性及刚度变化规律,适应于同类木结构的静力传递和结构动力分析计算研究。     

基于超前加固的深埋隧道围岩力学特性研究

为了提高隧道施工过程中开挖面及围岩的稳定性,超前加固措施得到了广泛应用,而如何正确评价围岩加固后的力学特性对隧道围岩稳定性判别和支护结构设计是极其重要的。为研究超前加固条件下隧道围岩的力学行为,将深埋圆形隧道简化为静水压力作用下的平面应变模型,引入等效加固区来体现超前加固的效果,提出了考虑超前加固的隧道围岩力学分析模型。基于广义Hoek-Brown屈服准则和非关联流动法则,在对塑性区可能的分布情况进行分析的基础上,对全断面加固方式下围岩位移、应力和塑性区半径进行了理论推导,通过与实测值和数值计算结果进行对比,验证了该文方法的正确性和合理性,并通过与传统方法进行比较,进一步探讨了该文公式在支护设计中的工程意义。研究表明,该文计算结果与实测值和数值计算结果基本吻合,且在指导支护设计时比传统方法更具优越性。该文研究成果更好地反映了超前加固措施对于围岩的作用效果,为超前加固的定量化设计提供理论依据,研究成果可为全断面加固方式下隧道工程的支护设计及安全性评价提供参考。