矿山围岩压力与应力计算的新方法

以地球物理学的基本理论为指导，根据地球重力场的特点，探讨了地下采矿洞壁围岩侧压力的来源，提出了地下采矿围岩压力与应力计算的新方法，给出了坑壁及拱顶压力与应力的计算公式，坑壁侧压力计算公式为P=m(θ2—θ2)。     

基坑工程坑壁侧压力计算的新方法

以地球物理学基本理论为指导，根据地球重力场的特点，探讨了基坑工程坑壁侧压力的来源，提出了基坑工程坑壁侧压力计算的一种新方法，基坑工程坑壁侧压力的计算公式为P=m(θ2—θ1)。     

深埋矩形巷道围岩压力拱变化规律研究

为探究深埋矩形巷道围岩压力拱变化规律,基于复变函数理论的保角变换方法,将平面z上深埋矩形巷道轮廓转换为ζ平面上的单位圆,然后通过Matlab软件求解2个解析函数Φ(ζ)和Ψ(ζ),求出了围岩压力计算公式。建立矩形巷道的数值模型,通过将巷道围岩应力数值模拟结果与理论计算结果进行对比,验证了理论计算公式的准确性。在此基础上,根据围岩压力拱的定义,求出矩形巷道压力拱范围,同时研究了侧压力系数、矩形巷道高宽比以及边界力对围岩压力拱的影响。结果表明:当侧压力系数λ由小到大取值0.15,0.30,0.5,1时,其围岩压力拱厚度由小变大;当巷道高宽比a/b由大到小取值6/4,6/6,6/8时,其围岩压力拱厚度由小变大;当竖向应力分别取67.5,135.0072,270.0144kPa时,若围岩未进入塑性,则边界力的取值对巷道压力拱无影响。     

深埋公路隧道围岩压力计算与监测分析

该文结合某公路隧道深埋段围岩压力监测数据,分析了围岩径向压力的分布特征;考虑开挖面空间效应影响对垂直围岩压力实测值进行修正,得到修正实测值与埋深的关系,并与基于普氏理论和公路隧道设计规范所得计算值进行对比分析,发现普氏法计算值偏不安全,规范法计算值较为保守.同时,分析了不同围岩级别实测侧压力系数与规范推荐值之间的关系:围岩级别越高侧压力系数越大,并普遍大于规范推荐值;侧压力系数与埋深基本无关.     

圆形水平冻结壁弹性设计理论

针对目前水平冻结壁设计中存在的不足,在考虑冻结壁内侧岩土体开挖卸荷作用的情况下建立了圆形水平冻结壁与围岩相互作用弹性力学模型,得到了其应力、位移解析解,着重分析了冻结壁内缘的受力情况,并基于不同屈服准则建立了冻结壁厚度的计算公式,分析了各因素对冻结壁厚度的影响。研究结果表明:考虑与围岩相互作用可有效降低水平冻结壁厚度,相互作用越强,厚度越小;冻结壁厚度随水平侧压力系数增大而减小,随其埋深增大而增大,与此相比,泊松比的影响可忽略不计;考虑到冻土为摩擦型材料,建议计算时采用Mohr-Coulomb屈服准则。     

沂南金矿地压规律监测技术研究

矿山压力显现是与矿山开采过程中的应力场扰动所诱发的微破裂萌生、发展以至贯通等岩石破裂失稳问题相关的。借助地质力学手段以及应力测试方法对沂南金矿-330,-342 m中段采场及巷道围岩进行了变形、应力监测。运用压力盒观测整个采矿过程中围岩应力的变化规律,总结该矿地质力学特征及其应力分布规律;应用多点位移计观测整个采矿过程中巷道围岩深部位移变化规律,探讨采矿活动诱发围岩松动范围的变形规律,掌握了采矿活动全过程的围岩变形变化规律,为选择合适的采矿方法以及地压管理方法提供了科学依据。     

侧压力对巷道塑性区分布规律影响的研究

为了研究不同侧压力对巷道围岩塑性区分布规律的影响,首先基于巷道围岩的应力分布特征计算出围岩应力,然后以摩尔-库仑强度准则推导出巷道塑性区的边界方程。通过理论计算出了不同侧压力下巷道围岩塑性区的变化规律,并以数值模拟进行了验证,得出了不同侧压力系数下圆形巷道塑性区的分布规律,此分布规律与现场实测一致。     

跨采动压影响巷道围岩活动规律及其控制技术

针对峰峰矿区某矿跨采软岩巷道地质采矿条件,采用FLAC2D数值模拟软件研究巷道围岩活动规律。结果表明:工作面跨采过程中,巷道左右两帮围岩位移与应力是非对称的,巷道围岩移近与应力的降低是同步的,受到工作面回采应力场和位移场的强烈影响。针对此类巷道围岩活动规律,采取壁后充填注浆+U型钢支架薄弱部位补强技术,实现支护-围岩承载结构共同承载,有效控制此类巷道围岩强烈变形。     

基于有限元法的隧道围岩压力计算与分析方法研究

隧道围岩压力计算,常规的公式法是假设应力为均匀分布,没有考虑应力集中现象,而有限元法适用于分析模拟围岩体和构造的各种特性,可以准确地计算出隧道围岩应力。据此,以实际工程为例,利用公式法对围岩压力进行计算,并运用有限元法的数值方法,采用专业软件对浅埋、深埋圆形隧道的围岩应力状态进行了数值模拟分析,得出其分析与计算结果对隧道围岩压力计算具有重要意义的结论。     

煤矿采场围岩微震事件与支承压力分布关系

采用高密度微震检波器近距离布置方法和台网近场定位原则,结合采矿理论,分析了煤矿采场上覆岩层运动与围岩破裂、上覆岩层运动与支承压力分布、微震事件数量与支承压力分布等之间的关系,并进行了现场实测研究。研究结果表明,开采扰动造成上覆岩层运动和支承压力转移调整,是围岩破坏的根本原因;通过对采场围岩破裂和微震事件分布的分析,推断得到超前高应力分布范围为75 m和侧向高应力分布范围为35 m。采动围岩破裂范围和支承压力高应力分布范围取决于开采对岩层的扰动程度。采场围岩变形的现场实测表明,微震事件数量极值区与矿山压力显现明显范围相差19 m左右,综合考虑煤矿地层的层状特性和高应力作用下岩体破坏后变形显现的滞后性,现场实测证明了结果的合理性。研究结果为微震监测技术在采煤工程的应用提供了重要参考依据。     

采空区边缘回风巷合理位置的研究

采空区下方煤柱边缘薄顶煤巷道锚网支护存在诸多难点，通过采空区边缘支承压力分布规律的分析，设计了五种回风巷位置与支护方案，应用数值模拟研究了不同位置巷道围岩的变形及受力特征，探讨了在不同位置开挖回风巷对围岩稳定性的影响。研究表明：在采空区内侧低应力区内，距离采空区边缘5m开挖巷道位移量较小，可以对较薄顶板进行锚网支护，使顶板岩体和锚网共同承担上部压力，从而有利于围岩变形、塑性区发育的控制，提高了围岩稳定性和强度。     

基于实测地应力的巷道围岩分类

地应力状态是影响工程稳定性的根本因素之一,也是地下工程设计和施工决策科学化的基础．为了使围岩分类更加科学、合理,根据地应力因素在围岩分类方法中的重要性,提出了包含地应力因素的围岩稳定性判据和应用实测地应力进行围岩分类的方法,并和围岩松动圈分类方法有机结合．结果表明,基于实测地应力的巷道围岩稳定综合分类表科学、简单,依据该表来设计支护参数更为方便、可靠．     

基于实测地应力的巷道围岩分类

地应力状态是影响工程稳定性的根本因素之一,也是地下工程设计和施工决策科学化的基础．为了使围岩分类更加科学、合理,根据地应力因素在围岩分类方法中的重要性,提出了包含地应力因素的围岩稳定性判据和应用实测地应力进行围岩分类的方法,并和围岩松动圈分类方法有机结合．结果表明,基于实测地应力的巷道围岩稳定综合分类表科学、简单,依据该表来设计支护参数更为方便、可靠．     

巷道围岩应力壳力学特征与工程实践

综合采用数值模拟、理论分析和现场观测,深入研究了巷道围岩力学特征及其对围岩稳定性的影响规律。研究发现,巷道开挖后围岩存在连续包络的高应力束组成的应力壳,巷道处于应力壳内的低应力区,巷道围岩矿压显现受控于应力壳的存在及其空间演化;巷道围岩应力壳的空间分布对巷道围岩稳定性有关键性影响,且存在"稳定"和"非稳定"两种形态,维护巷道围岩稳定性的实质是保证巷道围岩应力壳形态的稳定;通过科学的巷道布置和有效的支护手段"控制围岩最小变形",优化围岩应力壳形态是保证巷道围岩稳定性的关键所在。研究和工程实践均表明:巷道轴向与最大水平主应力方向平行时易维护,在于巷道围岩中易形成稳定态应力壳;两者垂直时巷道难于维护,在于巷道围岩中易形成非稳定态应力壳。揭示了最大水平主应力方向对巷道围岩稳定性影响的内在力学本质。     

锚杆荷载受围岩参数影响的分析

根据锚杆杆体的轴向变形与围岩加固区的变形相协调,利用围岩加固区的变形确定锚杆的轴向变形,进而由应力应变关系求出锚杆荷载。在求加固区变形的过程中,将锚杆上的荷载近似的看作是分布在加固区边缘的均布荷载,求出硐室分别在地应力和锚杆荷载作用下的位移,锚杆两端的合位移即为加固区的变形,这样可以确定锚杆荷载与围岩参数的函数关系。     

沿空切顶巷道围岩结构稳态分析及恒压让位协调控制

基于无煤柱切顶成巷力学机理,分析了沿空切顶巷道围岩结构演化过程和力学作用机制,建立了工作面超前区、成巷段动压区和成巷段稳压区的全过程力学模型。根据不同分区动压显现特征,提出进行空间补偿,构建自成巷围岩稳态体系的巷道控制思路。从技术工艺优化和支护结构改造两方面着手,以空区碎胀矸体为稳态承载体,以恒阻变形主动支护结构、滑移让位挡矸支护结构和恒压可缩临时支护设备为巷内让压支护体,将应力集中部位转移至采空区,实现让压过程中可控让位。以厚煤层工作面无煤柱自成巷开采为工程背景,提出了稳定性成巷控制方案。结果表明,人为构建巷道围岩稳态体系是实现厚煤层切顶成巷围岩协调控制的有效途径之一。留巷前期以顶板压力上升为主,留巷后期以恒压让位为主。配套支护结构的力学特性满足护巷要求,不仅设备损坏率低且巷道变形人为可控,所留巷道各项指标满足下一工作面使用要求。     

浅谈跨采巷道围岩变形破坏与控制

该文主要介绍了跨采巷道围岩的变形机理及变形特点,并概述了跨采巷道围岩稳定控制的关键。     

通渝隧道围岩分类

通渝隧道在工程地质测绘、钻探、物探及岩石力学试验的基础上，综合考虑岩体完整性、岩体物理力学参数进行隧洞围岩分类，为工程设计、施工参考应用。分类结果与比尼奥斯基(Bienlawski)的地质力学分类(RMR法)一致，对同类工程围岩分类有一定的参考价值。     

巷道围岩特性曲线量测原理和方法

扼要阐述了巷道围岩特性曲线的实测原理，说明实测曲线的２类方法（直接法和间接法）和实现２类方法的若干法则，以及各法则的使用条件，给出了２个矿山实例。     

软岩巷道围岩稳定性控制研究

该文在分析软岩巷道围岩地层结构的基础上,进行了岩石力学参数测试和围岩注浆加固实验;提出了以巷道围岩锚注为核心的复合支护方式,该方式可形成围岩支护体的封闭式结构,有利于提高支护效果。