基于数字图像变形量测技术的岩土锚固效应模型试验研究

对岩土锚固机理的分析很大程度上依赖于材料细观层面力学特性的研究。通过室内模型试验及数字图像变形量测技术对岩土锚固结构在分级张拉荷载作用下的全断面位移及破坏特性进行了深入研究,从细观角度分析了单锚、群锚及不同锚间距工况下内锚固段岩土体的位移发展机理及破坏模式。试验结果表明:荷载作用下杆体周围岩土体位移呈以锚杆轴向为渐近线的指数形式分布,按其变形模式可划分为三个区域,而群锚作用使得中部拉伸区得以加强,锚间距足够小时该区域出现群锚效应的"单锚化";而周围岩土体的破坏以近似锥体的形式发生。     

动静载叠加作用下深部巷道围岩变形破坏数值模拟研究

在深部煤矿开采中,巷道往往处于高地应力和强动力扰动的动静载叠加应力环境.由动静载叠加诱发的围岩严重变形破坏甚至灾变失稳现象屡见不鲜,严重威胁煤矿的安全高效开采.因此,对动静载叠加作用下巷道围岩变形破坏规律的研究具有非常重要的理论价值和工程意义.本文以数值模拟中非线性动力计算为手段,研究了不同初始应力场及不同动载条件对巷...     

深部复合顶板巷道变形破坏机理研究

高应力下软弱复合顶板的持续塑性变形破坏,是深矿井巷道支护与维护的难点之一．分析了车集煤矿2405工作面区段运输平巷和区段回风平巷的围岩结构和岩性特征,构建了该类巷道复合顶板的力学模型,导出了该模型的力学变形方程．对巷道顶板变形破坏机理进行了深入分析,认为当巷道顶板岩层所受轴向压力大于岩梁达到屈服时的临界压力0．8倍时,巷道变形（下沉）明显增大,严重时产生冒顶．提出了同类巷道掘进过程中围岩控制的关键措施．     

深部复合顶板巷道变形破坏机理研究

高应力下软弱复合顶板的持续塑性变形破坏,是深矿井巷道支护与维护的难点之一.分析了车集煤矿2405工作面区段运输平巷和区段回风平巷的围岩结构和岩性特征,构建了该类巷道复合顶板的力学模型,导出了该模型的力学变形方程.对巷道顶板变形破坏机理进行了深入分析,认为当巷道顶板岩层所受轴向压力大于岩梁达到屈服时的临界压力0.8倍时,巷道变形(下沉)明显增大,严重时产生冒顶.提出了同类巷道掘进过程中围岩控制的关键措施.     

深部巷道围岩变形试验与数值模拟研究

为了研究深部软岩巷道的变形破坏特性,以淮南矿区某煤矿13-1煤回采巷道为例,在现场调查回采巷道工程概况的基础上,开展了室内深部回采巷道围岩变形特性相似模拟试验,并基于块体离散元法,建立了深部回采巷道围岩的数值模型,模拟了开挖过程中围岩的变形特性。相似模拟试验和数值模拟试验结果表明,深部巷道围岩的典型特征为:巷道底臌量两帮移近量顶板下沉量,巷道不同围岩受开挖扰动的位移影响范围不同,底板为3.5 m,顶板为2.45 m,两帮为5.5 m。     

巷道围岩变形量与开采深度的关系

本文通过理论分析，相似材料模拟试验，现场实测，总结出巷道围岩失稳的临界深度与围岩性质及支护方式有关，围岩强度越高，失稳的临界深度越大；主动支护大于被动支护的巷道围岩失稳的临界深度，这些结论对于深部开采巷道布置、支护方式的选择具有重要意义。     

破裂状态围岩巷道变形量计算的几何方法

基于岩石破裂后体积膨胀和巷道变形主要是由破裂区围岩体积膨胀引起的事实,提出了一种新的巷道变形量计算法——几何计算法．新方法根据破裂区围岩破裂膨胀前后的体积关系确定巷道变形量,适用于任何断面形状的巷道．     

深部软岩巷道围岩变形分析与控制

针对某深部软岩巷道支护困难问题,首先对围岩进行力学性能试验,然后利用有限元分析方法,在基于不同埋深软岩巷道围岩变形特征研究的基础上,从巷道开挖和围岩支护两方面对深部高地应力软岩巷道围岩变形与控制进行深入研究.结果表明:随软岩巷道埋深增大,巷道围岩变形呈线性增大趋势;在深部高地应力下掘进巷道时,全断面开挖法围岩变形最大,...     

基于非接触量测技术的隧道围岩变形及分析

针对膨胀岩隧道洞口施工围岩变形规律,采用全站仪非接触量测技术,依托云桂铁路(广西)那达2号隧道监控量测工程,通过现场隧道围岩变形监测与数据分析发现隧道围岩净空变化和地表沉降随着开挖时间及仰拱施做之后,隧道围岩净空变化趋于稳定,其变化量逐渐减小;而由于连续降雨,致使膨胀土强度降低,地表产生较大裂缝,致使地表下沉量增大,局部区域出现了滑坡。依据所监测和分析的结果,针对膨胀岩的工程力学特性,制定了锚杆注浆与微型抗滑桩相结合的加固治理措施,从而保证了该隧道安全施工。     

变宽沿空窄煤柱巷道围岩变形机理及控制技术研究

针对苏村煤业150101工作面回风巷掘进期间巷道围岩严重变形的情况,采用数值模拟、理论分析等方法对巷道变形破坏特征和破坏机理进行了分析。结果表明:护巷煤柱宽度不同,对沿空巷道围岩的应力分布及变形有较大影响,过大和过小的煤柱尺寸均不利于巷道围岩的稳定;苏村煤业150101工作面回风巷合理的煤柱宽度为5~6 m。在此基础上,结合合理的煤柱留设宽度,提出了变宽沿空窄煤柱巷道分段围岩稳定控制技术,对不同煤柱宽度进行分段,针对各个分段特征进行不同强度的支护。工业性试验结果表明,采用分段支护技术后,各分段沿空巷道围岩变形获得很好的控制效果,在类似地质条件下可以推广应用。     

深埋巷道破裂围岩位移分析

针对深埋巷道围岩普遍处于破裂状态的特点，采用非连续变形分析（DDA）软件对巷道围岩松动圈非连续体位移影响因素的变化规律进行了模拟研究．分析了用锚杆、锚索和注浆加固以增加围岩破裂面的黏结力、抗拉强度和内摩擦角的数值朱减少位移量的机理，提出了非连续体巷道失稳破坏的判断标准，并对埋深1159m的大松动圈围岩巷道的非连续体位移进行了定量计算和实地观测．实测结果与DDA软件计算值比较吻合，说明对于深埋巷道破裂围岩采用DDA方法进行位移计算和支护参数设计是可行的．     

移动压力支承作用下底板巷道围岩变形与采深的关系

本文阐明了移动支承压力影响区与采深的关系，提出了用有效载荷系数来反映动压作用下底板巷道围岩变形量的大小，结合孙村煤矿实测资料，总结出在跨采期间，底板巷道围岩变形量与有效载荷系数之间的定量关系，为深井开采移动支承压力作用下，底板巷道围岩变形量预测预报提供了一种方法。     

巷道组过断层围岩控制技术研究

以深井巷道组过特大型断层（落差大于100m）破碎带为工程背景,采用数值模拟的办法对比分析了正常地层和断层破碎带中巷道组围岩的力学特征以及相互影响;结合断层破碎带围岩的实际情况,建立了＂早预测、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测、防突水＂的断层带施工技术和综合保障体系,形成超前物探、超前加固、微震开挖、分步动态支护等综合配套技术,保证了巷道的施工安全。     

护巷煤柱宽度与巷道围岩变形的关系

本文在分析研究大量受采动影响巷道的矿压显现规律和围岩变形的基础上,提出了巷道在采动期间的围岩变形量,以及采动稳定期间的围岩变形速度同护巷煤柱宽度之间的关系,并得出巷道服务期间的围岩变形总量与护巷煤柱宽度之间的关系式,为选择护巷煤柱宽度提供主要依据。     

地震荷载作用下二元结构反倾开挖斜坡的变形破坏模型试验

选取彭州市龙门山镇王家坪滑坡所处斜坡作为二元结构反倾开挖损伤斜坡的典型实例,进行了地震荷载作用下变形破坏的室内物理模型试验。结果表明,开挖加剧了斜坡在地震荷载作用下的变形破坏。从破坏形式来看,反倾斜坡的坡变形破坏分为2个部分,一为浅表覆盖层的整体滑动,二为反倾岩层受浅表覆盖层滑动牵引而发生倾倒—崩塌,与野外调查结果吻合。从整个变形破坏过程来看,可以划分为以下阶段:地震初始阶段(浅表覆盖层与基岩接触面逐渐贯通过程)—浅表覆盖层滑动启动阶段—浅表覆盖层全面滑动及基岩牵引—倾倒阶段。试验重现和揭示了斜坡的变形破坏过程和规律。     

地震荷载作用下陡倾角顺层开挖斜坡的变形破坏模型试验

在汶川地震灾区,顺层陡倾斜坡是一类地震山地灾害非常发育的斜坡类型,而开挖往往加剧了斜坡的地震山地灾害。为了重现斜坡的变形破坏过程,分析斜坡在地震荷载作用下的变形破坏规律。选取平武县平通镇桑树坪滑坡所处斜坡作为顺层陡倾角开挖损伤斜坡的典型实例,进行地震荷载作用下变形破坏的室内物理模型试验。结果表明,开挖加剧了斜坡在地震荷载作用下的变形破坏。从破坏形式来看,顺层陡倾斜坡的坡变形破坏兼具崩塌和滑动二者特征,与野外调查结果吻合。从整个变形破坏过程来看,可以划分为以下阶段:a.地震初始阶段,此阶段开挖呈契形体岩层在地震作用下沿层面微小滑动,坡脚应力剧增;b.开挖岩层坡脚溃曲阶段;c.全面下滑阶段;d.岩层滑动受阻-倾倒阶段。     

巷道围岩失水特征电磁法测试与分析

淮南矿业集团西部泊江海子煤矿3—1煤层顶板砂-泥岩层遇水易发生泥化,其巷道支护受到地下水渗流的影响,易造成巷道支护的失效,给矿井安全生产带来严重隐患。论文利用矿井瞬变电磁探测技术,对矿井＋803．5m水平辅助运输石门掘进巷道的围岩含水情况进行探测,并分析了围岩断面的电性特征。动态测试结果表明,该巷道围岩的电阻率呈逐渐变大趋势,围岩持续失水使得巷道条件得到改善。同时该探测方法也可为类似问题解决提供参考。     

围岩失稳的灰色预报

结合非线性回归分析,用灰色系统理论分析围岩稳定性,提出了围岩失稳的必要条件和几种提高模型精度的方法,并对围岩的失稳进行灰色预报．初步检验结果表明该方法具有一定的精度和实用价值．     

深井巷道围岩应力及变形规律的数值分析

采用非线性有限元法，对深井巷道围岩应力及变形状态进行了数值计算．分析了巷道埋深、围岩性质和断面形状对围岩变形的影响．结果表明：当巷道埋探小于某一临界深度时，巷道周边围岩移近量随巷道埋深增加呈线性增加；当超过临界深度时，巷道围岩移近量呈现指数规律增加趋势．围岩变形破坏的临界深度取决于围岩的力学性质及巷道断面形状等因素．     

Experimental Study of Deformation of Surrounding Rock with Infrared Radiation

According to the practical conditions of coal roadway in Changcun Coal Mine of Lu＇an Mining Group, the deformation of rock surrounding roadway was experimentally studied by means of thermal infrared （TIP,） imaging system in the process of confined compressions. It is found that the model surface TIR temperature （TIRT） changes with the increase of load. Furthermore, TIRT changes non-synchronously in different ranges such as the roof, floor, wall, corners and bolted ranges. The TIRT is higher in the location of stress concentration and bolted ranges than that in the location of stress relaxation and broken ranges. The interaction ranges of bolt and rock are determined preliminarily according to the corresponding relationship of TIRT fields and the strain fields of the surrounding rock. The new method of TIR image processing has been proved to be effective for the study of bolt support and observation of roadway stability under mine pressure.