非饱和浅埋隧道稳定性的上限分析

考虑土体的非饱和性质,采用极限分析上限法研究非饱和浅埋隧道环形开挖面的稳定性。基于已有的研究成果,构建非饱和浅埋隧道环形开挖面的破坏模式及相容速度场。根据外力功率等于内能耗散率建立功率方程,推导拱顶和边墙围岩压力的解析解,并通过序列二次规划算法得到围岩压力的最优上限解。将饱和与非饱和2种情况下浅埋隧道的围岩压力进行对比,相对差值非常显著,体现了在工程中考虑土体非饱和特性的必要性。此外,分析了非饱和土体参数对浅埋隧道围岩压力和破裂面的影响。     

浅埋复合顶板开切眼支护技术研究

针对凉水井矿31103工作面开切眼埋深浅、复合顶板、大断面等支护难点,结合浅埋复合顶板变形破坏特征,分析了大跨度下复合顶板围岩失稳的机制,采用理论分析,研究了巷道断面增大对顶板围岩应力的改变情况,并确定了大跨度复合顶板支护的关键区域。     

浅埋回采巷道围岩变形控制技术

为解决围岩强度低、支护结构不合理、受采动应力影响导致浅埋煤层回采巷道围岩变形严重的问题,以华盖山煤矿104工作面回风巷为工程背景,提出了U型钢可缩性支架支护方案。采用数值模拟方法研究了U型钢可缩性支架支护巷道围岩应力分布和塑性区特征,结果显示浅部围岩为剪切-拉伸破坏。     

浅埋深综采覆岩破坏状态及与支架关系研究

为了充分认识浅埋深综采覆岩破坏状态以及相应的支架与围岩关系,分别运用有限元软件FLAC3D和离散元软件3DEC,模拟得出了浅埋煤层综采覆岩破坏状态和支架压力与顶板下沉量关系曲线,结果表明,浅埋煤层综采具有切落式破坏的特点,并且支架压力与顶板最大下沉量之间近似呈负直线关系。研究结果符合现场实际情况,可为指导生产实践服务。     

新疆浅埋煤层巷道围岩控制技术研究

新疆赛尔能源公司三矿A_4009工作面煤层赋存特点:埋深浅、薄基岩,地面为戈壁滩,属于典型的西部浅埋煤层。A_4009工作面巷道在掘进过程中顶板下沉量较大,出现局部锚杆破断现象,通过分析浅埋煤层巷道变形破坏机理,提出浅埋煤层巷道围岩稳定控制思路,制定A_4009工作面回风巷"高强度锚杆——锚索网联合控制技术"。矿压观测结果表明,该支护方案解决了浅埋煤层支护难题。     

安徽池州神山物流廊道1~#隧道出口段爆破开挖施工工艺

安徽池州神山物流廊道1~#隧道出口段为浅埋段隧洞,岩体风化程度严重,稳定性较差。为实现浅埋段隧洞安全爆破掘进,减少爆破掘进对隧道顶部围岩的破坏及扰动,通过选取合理的分步开挖方式,设计合理的进尺爆破起爆顺序,使得浅埋段隧洞施工得以安全平稳进行,可为类似浅埋段隧洞爆破开挖施工提供参考。     

盾构法施工斜井围岩变形规律研究

以某典型浅埋矿区为工程背景,采用数值模拟方法研究了在盾构法施工情况下斜井井筒的围岩变形破坏规律。在盾构法掘进过程中,井筒围岩变形由于各段支护强度不同出现"台阶"状分布,在实际施工中应注意加强不同阶段的围岩变形监测,防止围岩破坏情况出现。研究得到了盾构施工斜井围岩变形的一般规律,为相似条件下的斜井支护技术提供了参考。     

浅埋厚基岩煤层工作面围岩应力演化及覆岩破坏规律研究

为深入研究浅埋厚基岩煤层工作面围岩应力演化及覆岩破坏规律,以贵州某煤矿为工程案例,利用FLAC3D数值软件、相似模拟与理论计算三种研究方法,分析浅埋厚基岩煤层在采动过程中围岩应力演化规律、覆岩裂隙发育规律,并分别计算、对比覆岩"两带"高度。结果表明:在采场前方和采空区范围内,围岩应力演化划分为4个区域;相似模拟得出的顶板破坏特征与数值模拟显示的结果相符;数值模拟得到的覆岩"两带"高度分别为11.67 m和39.95 m,与相似模拟和理论计算的结果大致相符。     

浅埋大采高综采工作面矿压显现特征及顶板灾害机理分析

依托纳林庙二号井浅埋大采高综采矿井生产运营实践,在分析该矿工作面地质、技术条件的基础上,总结了6215等工作面采场围岩矿压显现及地表塌陷特征和“6.30”顶板事故造成的设备损坏等的情况,综合运用浅埋煤层长壁开采理论,从浅埋煤层上覆厚土层破坏结构、岩土层动态载荷传递效应中分析了6215工作面发生顶板灾害机理,给出了诱发工...     

隧道偏压浅埋处理的土力学分析应用

运用金朗和库伦定律土力学分析偏压浅埋隧道围岩稳定性,运用土力学分析偏压浅埋隧道围岩工程加固和施工处理方案的可靠性和必要性,运用微积分学阐明其中的土力学机理;以粤湘高速公路博深段杨岗1#隧道实例,阐述隧道偏压浅埋的土力学分析应用在实际工程的实效,论证隧道偏压浅埋处理土力学分析的重要性和必要性。     

浅埋深高应力煤巷锚杆支护技术研究

针对浅埋深高应力巷道条件,在地质力学现场测试和钻孔窥视的基础上,分析了浅埋深高应力巷道变形破坏的主要原因,提出采用高预应力锚杆支护技术进行此类巷道支护,并成功应用于枣泉煤矿11201工作面回风巷,巷道围岩变形得到有效控制,巷道变形降低80%以上,支护状况发生了本质改变。     

浅埋大断面富水软弱黄土隧道变形控制技术及措施

浅埋大断面富水黄土隧道在施工过程中普遍存在围岩渗水量较大,流塑性明显,容易坍塌掉块,围岩变形严重,裂隙广泛发育等诸多弊端。为防止浅埋大断面黄土隧道变形失稳,以银西铁路贾家湾隧道出口浅埋段为研究对象,从黄土隧道围岩自身特点、施工方法和涌水三方面因素分析围岩变形的原因,采用支护结构封闭成环技术、防排水施工技术、塌方预防措施及围岩监控对比分析,确保了贾家湾隧道出口富水段隧道的正常施工,可在同类型隧道中推广应用。     

浅埋煤层长壁工作面围岩动态结构及应力特征分析

地下煤层开采后的覆岩结构是覆岩破断和运移的结果,实质是煤层开采后围岩应力重新分布的表现。以浅埋深长壁工作面围岩应力结构为研究对象,利用数值模拟和理论分析方法,从煤层开采后围岩应力场分布规律入手,研究了围岩应力结构的形成与失稳过程,分析了覆岩受力情况。结果表明:浅埋工作面开采后的采场围岩中形成类椭球体的高应力区域,该应力承载结构随着工作面开采在沿工作面倾向、走向及垂直高度上不断发展变化,直至基岩层全部断裂后失稳破坏;初次失稳破坏后,该空间应力承载结构的后方支撑点会迁移至采空区压实矸石上,继续对工作面回采空间提供围岩应力的承载,其形成与失稳是受工作面回采影响的动态演化过程。基于此建立该空间应力结构沿工作面走向的承压拱力学模型,推导出其在覆岩中的形态参数方程和极限状态下的高度及跨距。根据极限承压拱迹线为各岩层弯矩为零的连接线,得到了承压拱迹线上任一位置处的力学状态。结合浅埋深煤层开采后基本顶及其基岩层周期性断裂特征的实践,认为承压拱结构的发展变化规律符合"悬臂梁-铰接岩梁"结构失稳特点,所得结论为浅埋深工作面顶板结构形式及其稳定性研究提供参考。     

基于FLAC3D的浅埋厚煤层综放开采覆岩破坏规律研究

针对神东矿区在浅埋厚煤层地质条件下高强度开采引起覆岩破坏、地表沉降进而影响工作面安全回采等问题,以神东矿区布尔台煤矿42108工作面为工程背景,通过FLAC^3D软件建立工作面三维地质模型,模拟浅埋厚煤层综放开采条件下的围岩及地表破坏场、围岩位移场分布特征及地表形变数据。通过对比观测站在回采过程中实测的地表沉降数据,分析该区覆岩运移破坏规律,结果表明：工作面回采后上覆岩层的破坏形态总体为“马鞍型”,在工作面巷道两侧和开切眼处的破坏高度最大,而在工作面采空区上覆岩层破坏深度相对较小;采空区上方地表以剪切破坏为主,工作面和开切眼上部附近区域以拉伸破坏和剪切破坏为主,初采位置沉降时间久、位移量较大,停采位置位移量较小;停采后地表实测最大下沉值达到了5 706 mm,相应位置的数值模拟地表最大下沉值为5 498 mm,两者结果基本相符。     

软弱围岩中大跨度浅埋偏压小间距隧道开挖的数值模拟

软弱围岩条件下大跨度浅埋偏压小间距隧道合理的开挖方法是隧道工程界目前一个亟待解决的难题。采用有限元方法,对软弱围岩条件下大跨度浅埋偏压小间距隧道的动态施工及施工方法进行了数值模拟比选分析,研究成果有利于提高大跨度浅埋偏压小间距隧道的结构设计和施工水平,达到大跨度浅埋偏压小间距隧道结构设计和施工更为经济、合理的目标,具有较好的应用前景。     

浅埋煤层开采顺槽围岩破坏规律与支护技术研究

为了解决陕北某矿浅埋煤层顺槽支护困难的问题,采用现场监测和松动圈测试方法对采动影响下的顺槽围岩破坏规律进行了分析,研究得到原支护形式中的锚杆长度小于巷道围岩松动圈厚度而未能发挥其支护性能。基于松动圈支护理论,提出了将顶板、帮部锚杆长度由2.1 m增加到2.6 m,增加W钢带,同时在帮部增设钢筋网的支护方案。     

浅埋高强度采动巷道围岩松动圈演化规律研究

为研究浅埋采动巷道围岩松动圈演化规律,保证煤矿地下水库的安全运行,以补连塔煤矿典型浅埋高强度综采面为工程背景,综合运用理论分析、数值模拟、现场实测等方法对采动影响下的矩形巷道受力变形特征进行了分析。研究表明:浅埋高强度采动巷道松动圈主要集中在两帮呈"凸"型发育,受采空区残余支承压力影响程度大于工作面超前支承压力,巷道煤柱侧松动范围较工作面侧严重;巷道在二次采动阶段受一次采动和回采稳定的叠加影响破坏最严重,为保证遗留煤柱长期稳定性提出了锚网喷联合支护方法。研究成果为煤矿地下水库安全运行及类似条件下巷道围岩控制提供了科学依据。     

薄基岩浅埋深长壁工作面覆岩结构运动特征

利用离散元数值模拟软件,分析了典型浅埋深长壁工作面围岩力学场分布特征和覆岩运动规律,研究了浅埋深长壁工作面覆岩结构形式及运动特征。研究得出浅埋深长壁采场开采后,围岩应力场中可形成"承压拱"结构,该结构具有承载作用,并具有连续性、稳定性和动态性特点。     

浅埋大断面黄土隧道变形控制技术研究

浅埋黄土隧道在施工过程中普遍存在着围岩变形量大、拱脚稳定性差、地表沉降量大、围岩裂隙广泛发育等诸多弊端。为探究浅埋大断面黄土隧道施工变形原因及变形控制技术措施,以银西铁路宁县2~#隧道进口浅埋段为研究对象,对浅埋大断面黄土隧道的施工影响因素进行理论分析,采用三台阶设临时仰拱法,大管棚和中管棚联合超前支护,锚网喷配合钢拱架初期支护,钢筋混凝土二衬支护和围岩监测分析等多种技术手段,最终确保了顺利施工。结果表明,施工方法、支护结构及工艺措施等都会对隧道围岩变形控制有较大影响,支护结构封闭成环是黄土隧道围岩变形控制的关键,现场施工过程中缩短仰拱封闭的时间和距离至关重要。     

牛岭界隧道Ⅰ类浅埋软弱地段开挖方案选择

通过在Ⅰ类浅埋软弱围岩条件下隧道施工实例,对隧道工作面稳定、围岩沉降控制技术方案进行介绍.