软岩巷道开挖支护数值分析

软岩强度低,且具有明显的蠕变特性,常给地下巷道的开挖和支护带来很大的困难.依据蠕变理论,运用有限元程序ANSYS对某软岩巷道开挖无支护以及开挖以后两种支护方案的巷周位移、应力分布、蠕应变区等结果进行了分析,结果表明软岩巷道开挖以后变形很大以及采用短细密锚杆支护方案较普通长锚杆支护更为合理.     

软岩巷道三锚联合支护技术研究及应用

本文基于许疃煤矿82下采区上部车场面临的巷道变形破坏严重的问题,分析其围岩破坏机理为软岩破碎巷道受到采动影响及其岩体较为破碎所致。运用三锚联合支护方法实现了巷道的稳定性支护,并在此基础上,提出三级压力拱力学模型。最终通过现场实测验证了该支护技术的适用性,为类似矿井的准备巷道支护提供参考依据。     

巷道开挖面抗剪承载结构形成和蠕变规律研究

为掌握深部软岩巷道应力承载结构的形成机理和发生剪切蠕变失效规律,通过研究巷道抗剪力学承载结构划分方法和形成特征,掌握该承载结构的空间效应和蠕变效应。以开挖面附近围岩为研究对象,利用工程实测开挖面附近不同区段围岩应力场和裂隙场分布规律,探讨空间效应影响下围岩抗剪承载结构形成机制;通过理论分析方法,基于统一强度准则和岩石三线段力学模型,获得开挖后软岩巷道次生应力场、位移场的定量解析式,推导“弹塑性”位移释放后围岩蠕变定量解析解。由算例结果可知,不同区段围岩承载结构演化规律受空间效应影响较大。最后,根据围岩抗剪承载结构蠕变失效特征,提出动态补强支护方案。     

软岩锚杆强壳体支护结构及合理参数研究

提出了软岩巷道强壳体支护的基本内涵及3种基本支护形式，对锚杆强壳体支护原理进行了力学分析。在此基础上推导出强壳体合理锚杆支护长度、支护间排距、锚杆直径等支护参数的求算公式及其对强壳体结构的影响。研究结果表明，软岩巷道应用“短、细、密”锚杆支护效果优于普通锚杆支护，研究结果在龙口矿务局软岩巷道支护的实践中得到证实。     

高应力软岩巷道及底臌治理技术方案研究

本文以北徐楼煤矿为例,针对具有明显的深部软岩特征的煤矿,在保证深部巷道围岩稳定下,通过改变巷道支护结构、对深部巷道进行系统研究等方面对深部高应力软岩巷道治理及防治底臌技术提出研究方案。工程实践表明:方案的实施能够有效解决由于巷道埋深大、岩层松软等产生的巷道大变形、破坏、冒顶等问题,保证了巷道长期稳定。     

软岩巷道合理支护强度的研究

针对煤矿软岩巷道围岩变形与破坏问题，通过实验研究，确定了有效控制软岩巷道围岩大变形的合理支护强度。并据此研究结果设计了淮南谢桥煤矿极软岩巷道的支护方案与参数。实践证明，研究结果可靠，应用效果良好。     

软岩嵌岩桩承载有限元模拟方法研究

对单桩受力变形分析的荷载传递法进行了修正，并在此基础上提出软岩嵌岩柱与岩土相互作用比较完善的有限元模拟方法，在接触单元中引进传递函数，用无限元处理边界问题，考虑了沉渣的影响等，并编制了相应程序，将计算与实测结果进行了比较，对南宁泥质砂岩嵌岩桩进行了单桩承载计算机模拟试验，结果表明用该程序对软岩嵌岩桩承载进行计算是符合实际的，模拟结果对软岩嵌岩桩的施工和设计有指导意义。     

围岩承载层分层演化规律及“层-双拱”承载结构强度分析

以信湖煤矿典型深部软岩巷道为工程背景,依据巷道围岩应力变化趋势及围岩强度变化,按照深部软岩巷道四线段全应力-应变曲线划分围岩次生承载结构为"流动层-塑性软化层-塑性硬化层-弹性层"耦合承载层,塑性软化层、塑性硬化层组成塑性承载区。并根据巷道围岩承载层划分提出动态补强支护方案:一次支护采用锚网喷支护,二次补强选取浅、深孔注浆锚杆锚索联合支护,结合支护方案特点提出"层-双拱"承载结构力学模型,在极限平衡条件下对"层-双拱"承载结构进行受力分析得到其极限承载强度解析式,工程计算得到信湖煤矿一水平回风石门经"层-双拱"承载结构支护后极限承载强度可达29.30 MPa,理论验证了支护方案的可靠性。同时,现场监测结果表明:回风石门在动态补强支护后巷道围岩变形趋于平稳,巷道顶板最大下沉量仅为36 mm,两帮移近量为67 mm,巷道能够保持长期稳定。     

软岩隧道变形特征及支护机理的研究

结合软岩隧道的特点,阐述了软岩隧道失稳原因、破坏特征及其形成的力学特征,分析软岩隧道各种支护方法的作用机理,对软岩隧道支护重点与对策进行了探讨,并对软岩隧道选择合理的支护方法提出了见解,以指导实践。     

风化破碎围岩巷道锚网(索)支护设计参数研究

处于煤层露头附近强风化、氧化带中的回采巷道,由于煤岩体内风化裂隙增多,强度降低,使这样围岩条件下的回采巷道的支护设计与维护管理都面临着与普通围岩条件巷道不一样的新问题.巷道顶部的破碎围岩能否形成稳定的承载压力拱结构,是决定巷道稳定状态、支护形式与支护参数的主要因素之一.论文以松散、破碎围岩的压力拱理论为基础,结合龙东煤矿7144材料道的工程实际背景,对风化破碎围岩巷道的锚网(索)支护设计参数进行了系统分析.     

软岩最优支护计算方法

根据岩石和围岩的蠕变机理以及软岩流变控制原则，建立了一个软岩最优支护计算方法，它能求出软岩支护的两个重要参数，即最优（小）支护力和围岩最大允许变形量。最优支护可以达到新奥法提出的既安全又经济的最佳支护状态。文中用两个工程实例验证了所提出的方法     

确定软岩岩体承载能力方法研究

根据重庆市及川东地区软岩的试验研究成果 ,从实际工程岩体应用问题出发 ,分析了软岩岩体的破坏特征和力学性态 ,提出了确定其承载力的方法     

层次注浆工艺在松软巷道破碎围岩加固中的应用

煤层回采过程中,受支撑应力的作用工作面前方煤岩体被破坏,注浆技术是控制煤岩体破坏的有效途径,而注浆工艺对于注浆效果的优劣具有重要意义。以山西某矿为试验矿井,采用层次注浆工艺和传统注浆工艺对其巷道破碎围岩进行加固,并对注浆效果进行对比分析。数据表明:层次注浆工艺注浆速度较传统注浆工艺快了40%;层次注浆工艺段巷道变形量明显小于传统注浆工艺段;层次注浆工艺能使浆液在煤岩体裂隙内得到有效充填,完整性有较大提高;层次注浆工艺煤壁有较小部分落下,但不影响采煤机正常回采,而传统注浆工艺煤壁比较破碎,完整性差;层次注浆工艺整体优于传统注浆工艺。     

软岩单线隧道新型支护结构有限元分析

采用有限元法对由聚丙烯纤维网湿喷混凝土、锚杆和钢格栅组成的软弱围岩隧道支护结构的应力、变形等进行了分析研究。对危险截面的强度验算表明,使用该支护结构的铁路隧道硐室稳定、安全度高。     

对破碎围岩施工技术的几点认识

软弱破碎围岩的自支护能力是比较弱的,甚至没有自支护能力。在软弱破碎围岩中施工最重要的是提高围岩的自支护能力,以保证开挖及后续作业的进行。提高围岩自支护能力的方法很多,本文着重说明的是坑道稳定性、围岩分级与支护结构之间的相互关系,以及提高围岩自支护能力的基本方法．以突出坑道稳定性、围岩分级与支护结构之间的相互关系在软弱破碎围岩施工中的重要地位。     

高应力软岩隧道开挖优化及锚杆加固效果研究

针对高应力软岩地层中时常发生的隧道塌方事故,以某铁路隧道Ⅳ级较软围岩洞段为研究对象,在隧道工程地质条件与地应力测试分析结果的基础上,对该隧道进行有限元分析,从不同角度对开挖方案进行优化,并在优选方案的基础上对锚杆加固效果进行了研究。研究表明:(1)开挖进尺越大,开挖扰动越大,围岩的变形位移量越大;(2)采用预留核心土法比采用全断面法和三步台阶法更有利于隧道稳定;(3)锚杆加固法在高应力软弱围岩中具有较好的效果。研究结果为隧道的开挖稳定性及安全支护提供参考,并对类似高应力软岩隧道的分析提供借鉴。     

锚网索支护软煤综放面开切眼围岩稳定性研究

为了研究锚网索支护条件下松软煤层综放面开切眼围岩的稳定性，运用Timoshenko梁和岩石力学理论分别对顶板似连续体以及帮煤变形破坏情况进行计算分析，确定影响开切眼围岩稳定性的各种因素。在此基础上，提出不同的锚网索支护方案，运用UDEC 3．0进行数值模拟分析，重点研究不同支护强度下围岩变形情况，同时探讨不同支护强度下的顶板与帮煤之间的相互作用关系，进而优化支护参数，确定支护方案。现场试验表明，支护方案6满足工程要求，具有较好的经济和社会效益。     

软弱围岩隧道施工三维有限元分析

对软弱围岩隧道施工中的力学性态进行了计算机模拟与分析.以杭新景高速公 路白炭坞隧道为实体建模,采用有限元程序对其施工全过程进行三维弹塑性分析;重点分析不同的施工方法和支护方式对控制围岩变形的作用.计算结果表明:隧道的支护方式对减少由开挖引起的扰动起着重要作用,掌子面距离支护段距离越短,引起的沉降越小;对于软弱围岩,采用台阶法开挖时,台阶的长度不宜过长,一般应在0.5倍的洞径左右.