基于FLAC3D的节理岩体巷道锚注加固数值模拟

通过对节理面锚注加固抗剪切强度的力学推导,得出锚注加固在节理岩体巷道中的作用机理以及锚杆和注浆的联合应用增强和加固了围岩的支撑能力。通过FLAC^3D大型数值模拟软件,对节理化软岩巷道未支护、锚注加固时的岩体巷道围岩进行数值模拟分析研究,锚注加固对于改善节理化软岩巷道围岩的受力状况、限制巷道围岩变形量具有重大的作用,对节理裂隙岩体进行锚注加固是一种有效的节理岩体支护方法。     

金属矿山节理化岩体巷道锚杆支护加固机理模拟研究

论文通过数值模拟手段分析研究锚杆支护对金属矿山节理化岩体巷道的加固机理,研究了锚杆支护前后岩体结构应力场和位移场的变化规律,从而判断锚杆的加固效果。模拟结果表明:锚杆加固支护极大增强了节理巷道围岩自身的承载能力,改善了巷道围岩的受力情况,限制了巷道岩体围岩的变形量,为锚杆支护在节理岩体中的应用提供了理论支持。     

单轴压缩条件下锚固节理岩体变形特征试验研究

基于相似定律研制了新城金矿真实岩石和锚杆的相似材料,开展了单轴压缩条件下锚固节理岩体破坏过程的相似模拟试验,采用数字图像相关技术(DIC)和分布式光纤监测技术分别对锚固基体和锚杆的变形过程进行监测,重点研究了锚杆安装对节理岩体变形特征的影响。研究结果表明：锚杆控制了节理岩体的剪胀和沿节理面的剪切滑移,进而控制了围岩沿锚杆轴向的变形,与锚杆安装位置越接近,锚杆控制围岩变形的能力越强;锚杆提高了节理岩体的抗剪切能力,从而对节理岩体沿锚杆法向的变形起到约束作用;节理的存在导致锚固节理岩体中存在弱应力区和弱锚固界面,使得锚杆与围岩间的载荷传递受限,最终影响锚固效应的发挥。     

锚杆预紧力对节理岩体抗剪性能影响的试验研究

利用配置的混凝土块体模拟围岩,采用节理直剪的方式,研究了40,80 kN两种预紧力下锚杆对节理岩体抗剪性能的影响。研究结果表明：随着预紧力的提高,锚固节理岩体的初期剪切刚度提高,对于抑制围岩的初期变形,提升锚杆支护效能有重要作用;随着预紧力提高,锚固节理岩体的变形呈阶段性特征,表现为急增阻、缓增阻和降阻3个阶段;井下试验结果表明,提高预紧力,锚杆的工作阻力得到提升,高预紧力全长锚固锚杆支护系统对于节理裂隙围岩的加固效果良好。     

矿山裂隙岩体锚注机理及数值模拟研究

通过分析矿山节理裂隙岩体锚固机理,得出节理岩体的剪切强度和最佳锚固角等参数的本构关系。同时结合大型数值模拟软件FLAC3D,分别对节理化岩体双轨巷道未支护和锚注加固时的岩体巷道围岩进行了数值模拟分析。模拟结果表明:锚注加固支护极大增强了节理巷道围岩自身的承载能力,改善了巷道围岩的受力情况,限制了巷道岩体围岩的变形量。     

节理岩体边坡渐进破坏的数值模拟研究

岩体边坡是含有大量裂隙且服从统计规律的损伤体。本文引入虚拟节理,应用数值模拟软件(UDEC2D),对只考虑自重作用下节理岩体边坡渐进破坏规律进行了数值模拟研究,得出了单组节理岩体边坡渐进破坏的规律,其模拟结果对确定节理岩体边坡破坏模式具有指导意义。     

裂隙岩体注浆后结构面粗糙度及刚度变化分析

节理面是控制岩体特性的一个重要因素,为改善岩体物理力学特性,工程中经常采用注浆加固的手段。研究了节理面JRC-JCS模型,并在此基础上对注浆前后的岩体节理面进行了相应的对比试验研究。研究表明：注浆后节理面JRC比自然节理面有较大的提高,同时增长趋势随法向应力的改变而改变,裂隙岩体注浆后裂隙面的刚度及抗剪强度参数得到相应的改善,其中刚度参数的改善更为明显。上述研究成果从试验及理论分析的角度进一步证明了裂隙岩体注浆加固后强度提高的机理。     

节理岩体边坡渐进破坏的试验研究

岩体边坡是含有大量裂隙且服从统计规律的损伤体。应用自行设计的底摩擦试验机，对只考虑自重作用的节理岩体边坡渐进破坏规律进行了模拟试验研究，得出了1组节理、2组节理的边坡渐进破坏的规律，其试验结果对确定节理岩体边坡破坏模式具有指导意义。     

裂隙岩体注浆加固效果的影响因素分析

岩体注浆加固是一个受多因素影响的复杂过程,它除了能有效提高裂隙岩体的整体稳定性外,还可以降低岩体的渗透性防止地下突水的发生。设计了包括单一斜节理、1组交叉斜节理、1组平行斜节理和2组交叉(平行)斜节理在内的4种混凝土胶结试样,通过模型实验和数值模拟,分析了影响裂隙岩体注浆加固效果的几种因素。模型试验和数值模拟结果表明裂隙岩体的加固效果和裂隙分布状态、连通率以及岩体本身的破碎程度有关。     

基于多旋翼飞控平台的岩体节理信息提取研究

工程岩体稳定性主要受节理发育特征控制,岩体节理信息提取与分析对于工程设计、地质工程评价和施工安全具有重要意义。针对当前岩体节理信息提取存在工作量大、劳动强度高、作业风险性强且效率低的问题,提出了一种基于多旋翼飞控平台区域岩体节理信息提取方法。分析了系统的软硬件组成,阐述了无人机航拍调查、区域岩体环境三维虚拟重构、节理裂隙信息提取等数据处理流程,并分析总结了多旋翼无人机开展节理岩体数据采集、基于航拍视频的节理岩体模型虚拟重构、岩体节理信息提取与分析3项关键技术,同时验证了系统的精度。依托黑沟矿区露天边坡节理裂隙调查工作进行了技术验证,现场试验表明：所提出的节理裂隙信息提取方法操作简便、准确度高,为快速提取岩体节理信息提供了参考。     

复杂地应力井下开采岩体变形规律研究

复杂地应力作用下的千枚岩岩体变形规律复杂,工程岩体问题多。研究复杂地应力作用下岩体变形规律,为解决相关工程问题提供理论依据和技术支持。根据某矿区的应力分布及岩体力学参数,构建三维模型及数值分析模型,设计了6个模拟方案,分析各个监测点的X、Y、Z轴向位移、应力。显示大多数点的位移值都大于变形临界值,在550～600 m中段的综合位移最大,与该区域首先出现裂隙相吻合。掌握了该矿区的岩体变形规律,针对竖井井壁裂纹、地表露天边坡滑动等灾害,制定了长锚索加固、废石充填处理、削坡减载治理方案,指导矿山企业正常生产。     

深部高应力软岩巷道支护技术研究

浅部传统支护强度难以满足深部巷道高应力要求。本文分析了薛村矿三水平变电所深部软岩巷道围岩变形破坏特征及影响因素,运用FLAC3D软件模拟了传统锚网索支护与锚网索喷+注浆加固支护两种支护方式。巷道围岩收敛变形监测表明,运用锚网索喷与注浆加固相结合的支护方式能够有效控制深部软岩巷道围岩收敛变形。     

深部高应力软岩巷道底板联合加固施工技术

为了解决陈四楼煤矿深部软岩巷道中底板变形的问题，采用了“注浆+锚杆+锚索”联合加固技术，并结合陈四楼煤矿九采区泵房及变电所底板联合加固施工过程，详细分析和介绍了九采区底鼓变形机理、联合加固的作用原理及施工方法。观测结果表明，九采区泵房及变电所巷道底鼓现象得到了很好的控制，为以后相似工程提供了技术参考。     

福堂水电站震后厂房边坡锚索加固及应力监测与分析

"5·12"汶川大地震后,震区边坡稳定性受到严重破坏,出现多种破坏形式,如崩塌、滑坡、变形等等。不稳定边坡存在巨大的安全隐患,所以对边坡进行加固势在必行。预应力锚索是高边坡危害防治的主要手段,将大吨位的预应力锚索锚固于边坡体内稳固的岩层中,通过施加预应力,可抵抗边坡体深层破坏和变形。锚索预应力变化监测对于岩土锚固工程具有重要意义,它通过监控施工过程中及工后的预应力状态,检验加固工程是否达到预期效果,根据长期的监测结果对坡体稳定状态做出评价,并决定是否需要采取适当的补救措施。结合福堂水电站震后厂房边坡锚索加固及其应力监测,探讨了压力分散型锚索应力损失及变化规律,对岩土锚固工程设计、施工提供技术支持。     

深井厚冲积层软岩马头门稳定性控制技术研究

基于深井厚冲积层软岩巷道稳定性较差,遇水风化软化严重,易发生塑性变形和流变的现象,针对处于高应力区、岩层节理裂隙发育的赵楼矿,为了保证处于不稳定冲积层软岩中马头门的稳定,提出了高强让压锚杆＋锚索＋锚注＋喷射混凝土和浇灌钢筋混凝土联合支护加固。马头门施工后矿压监测锚杆和锚索受力最大值为56和108kN,具有足够的安全余量;混凝土最大应变变化值为31×10^-6,基本稳定处于安全状态,显著地改善了围岩的受力状态,提高了支护结构的承载能力,控制了围岩的变形,有效解决了深井厚冲积层马头门的稳定性控制问题,保证了巷道围岩和支护结构的共同稳定。     

索道建筑基于桩锚共同作用的悬臂桩加固设计

结合武当山风景区某护坡工程,介绍了一种预应力锚索与悬臂桩(墙)组合补强加固高边坡变形的设计方案。通过对边坡地层的补充勘察,对护坡桩结构内力的受力分析,找出了高边坡变形加剧和桩身局部裂缝的原因,设计采用了预应力锚索补强加固悬臂桩(墙)。经过长期监测,加固后3年来的桩顶最大位移累计30.1 mm,小于国家规定的规范要求。实践表明,桩锚支护补强设计安全可靠,其成功经验和体会对类似项目有借鉴意义。     

深部岩体质量分级Q系统的改进

岩体质量是复杂岩体工程地质特性的综合反映,是岩石工程稳定性判别和支护设计的基础。现有岩体质量分级方法大多基于浅部岩石工程,对深部岩体并不适用。本文在综合分析现有岩体质量分级方法的基础上,基于深部地下工程"高地应力、高温、高渗透压"的特点,考虑"三高"对围岩质量的影响,对传统Q系统方法进行修正,建立适合深部工程围岩质量评价的方法,并进行工程应用研究,研究表明,考虑"三高"的Q系统方法分级的岩体比用常规Q方法分级等级一般要低一级,可见常规评价方法评价深部岩体质量存在安全隐患,必须进行修正。     

大型复杂露天矿边坡三维建模方法及加固对策研究

针对内蒙古长山壕露天金矿西南采场发生大规模倾倒失稳变形现状,本研究对西南采场工程地质条件、岩体结构类型以及变形破坏特征进行系统调查,详细介绍3DMine-FLAC3D大型复杂地质体高精度耦合建模方法及建模过程.在此基础上提出以恒阻大变形锚索为核心的边坡加固方案,并采用数值模拟方法与原支护方案进行对比研究.研究结果表明,...     

大断面破碎围岩巷道联合动态支护试验研究

通过巷道现场监测、松动范围探测、底板矿物成分测试等方法,分析了巷道围岩变形破坏的特点。针对该矿高应力极破碎软岩巷道提出了预留大变形量、初期支护采用带大变形组件的锚杆锚索与金属网柔性支护,后期采用先浅后深二次注浆加固支护,最后再对巷道表面喷射混凝土组成的动态联合支护,达到了释放围岩变形能和降低围岩应力、支护结构与被支护的围岩共同承载、形成了联合承载结构的目的,充分发挥了围岩的自身承载能力,有效地解决了顶底板与两帮持续变形最终破坏的难题。