深部层状围岩偏压特征分析

层状岩体是地下工程中经常遇到的一种岩体,具有明显的各向异性力学性质,其变形破坏特征与均值岩体相比表现得更为复杂.根据共和隧道地质调查和地应力量测的资料分析,隧道围岩偏压现象与地应力和岩性有极大的相关性.通过对隧道初期支护开裂段围岩位移收敛、围岩接触压力和锚杆轴向力监测,其结果表明,围岩变形及应力都在右拱肩处最大,即靠河侧大于靠山侧,与初始地应力的最大主应力方向不一致.因此,通过现场监测提前了解围岩—支护结构的变形及受力状况,及时修改了支护参数,避免了隧道垮塌等恶性事件的发生,从而有效地指导了隧道施工和设计.     

洛带古镇隧道支护结构设计与受力特性研究

针对洛带古镇隧道支护结构的受力问题,先运用"同济曙光-公路隧道设计系统"对支护方案进行设计验算,然后利用FLAC3D软件进行数值模拟研究。以Ⅳ级围岩段为例,选取一研究断面,分析该断面的围岩位移、锚杆轴力及衬砌结构的受力特性随施工进行的变化规律。结果显示:在施工过程中,随着开挖面与研究断面距离的增大,围岩位移和支护结构内力均有一定程度增长,且在隧道仰拱与拱脚相接处附近容易出现应力集中现象,在实际施工过程中应当给予重点考虑;但总体来说,围岩位移和支护结构内力的绝对值均较小,隧道支护结构稳定,支护设计方案可以满足隧道安全要求。     

大断面特长公路隧道开挖仿真分析与监控量测

以渝湘高速公路白马隧道为依托,用有限元计算软件ANSYS对隧道开挖力学进行数值模拟,分析开挖后隧道的位移场、应力场,判断隧道的开挖和支护方式是否合适。同时,在隧道施工过程中对围岩位移和应力进行监测,分析了围岩的位移、应力状态随时间的变化规律。为隧道施工过程中支护方式和支护时间的选取提供合理依据,可以弥补过去单纯用数值模拟所带来的不足(比如岩石中节理的变化在数值模拟中很难描述精确),提高了安全可靠性。     

大断面特长公路隧道开挖仿真分析与监控量测

以渝湘高速公路白马隧道为依托,用有限元计算软件ANSYS对隧道开挖力学进行数值模拟,分析开挖后隧道的位移场、应力场,判断隧道的开挖和支护方式是否合适。同时,在隧道施工过程中对围岩位移和应力进行监测,分析了围岩的位移、应力状态随时间的变化规律。为隧道施工过程中支护方式和支护时间的选取提供合理依据,可以弥补过去单纯用数值模拟所带来的不足(比如岩石中节理的变化在数值模拟中很难描述精确),提高了安全可靠性。     

考虑σ2及围岩—支护结构相互作用的隧道力学模型

目前的隧道力学模型未能同时考虑中间主应力σ2及围岩—支护结构相互作用对围岩塑性区等隧道力学特性的影响.为此,首先采用岩石统一强度理论替代目前常用的Mohr-Coulomb(M-C)强度准则以考虑σ2对隧道围岩塑性区的影响.其次,针对Kastner方法未能很好地考虑支护前隧道围岩初始弹性位移及围岩—支护结构相互作用的不足...     

深井巷道岩石注浆加固试验与巷道稳定性控制

在分析古城煤矿围岩地层结构的基础上，进行了岩石力学参数测试和围岩稳定性分类，得出该矿-850 m水平北大巷属于典型的“不稳定围岩巷道（Ⅳ类）”。针对此巷道类型提出了复合支护方式，并对反底拱支护能力进行了分析，复合支护方式可以使围岩支护体形成封闭式结构，从而有利于提高巷道支护效果。     

西南地区节理化薄层软岩隧道大变形力学机理及支护控制方法

针对西南山区高地应力软岩隧道支护结构破坏、围岩大变形等问题,以云南昌宁隧道为工程背景,分析了隧道围岩大变形破坏模式及力学机理,开展了软岩隧道NPR锚索应力补偿支护技术应用研究工作。首先采用现场勘查和室内试验的方法,对隧道地质条件及破坏成因进行分析;然后,研究了昌宁隧道影响围岩稳定性的主要控制因素和围岩破坏模式,提出了以NPR锚索为核心的应力补偿支护技术;最后,通过现场试验分析了NPR锚网耦合支护条件下昌宁隧道围岩控制效果。结果表明：岩层挤压弯折和层间剪切滑移是昌宁隧道围岩破坏的主要模式;以NPR锚索为核心的应力补偿支护技术能有效控制隧道围岩初期支护大变形,隧道围岩最大变形量从2 150 mm降低到100 mm以内,效果显著。研究成果可为软岩隧道大变形的防治提供参考。     

巷道围岩注浆加固实验与巷道稳定性控制

本文在分析古城煤矿围岩地层结构的基础上,进行了岩石力学参数测试和围岩稳定性分类;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。     

动压巷道锚注支护数值模拟研究

锚注支护将锚杆和注浆加固结合在一起,实现了锚注一体化．通过注浆将破碎围岩胶结成整体,改善围岩的结构及其物理力学性质,提高了围岩的强度,真正实现了围岩本身作为支护结构的一部分,大大提高了支护结构的承栽能力．本文采用大型有限元数值模拟软件ANSYS,对动压巷道锚注支护前后围岩变形破坏规律进行了数值模拟,对锚注支护前后围岩的应力、位移及塑性区的变化情况等进行了系统分析,结果表明锚注支护显著提高了围岩的强度和承栽能力,有效的控制了动压巷道的损伤变形．     

软岩巷道岩石力学实验与巷道稳定性控制研究

该文在分析北皂煤矿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。     

浅埋超大跨四线高铁隧道开挖力学特性研究

以新建杭绍台高铁下北山隧道为工程依托,该隧道为浅埋超大跨四线高铁路隧道,基于现场取样进行室内岩石力学试验,合理确定了不同围岩等级的力学参数,在此基础上建立三维计算模型,分析浅埋超大跨隧道采用开挖工法时的力学特性。结果表明:双侧壁导坑法在围岩位移控制方面优于三台阶法,双侧壁导坑法中上导洞加临时钢支撑的措施能有效控制位移的变化速率,优于中上导洞一次开挖的做法,设计中应注意控制拱部导洞的开挖面积;在初支结构内力控制方面,双侧壁导坑中上导洞加钢支撑的方法初支结构的拉应力最小,结构受力最为安全。     

糯东煤矿副平硐返修段围岩控制技术

糯东煤矿副平硐原支护方式采用U型钢支护,但局部区域由于地质条件复杂,围岩强度低,没有达到预期的支护效果,支架扭曲变形,巷道围岩破碎、变形严重。针对糯东煤矿副平硐出现的支护问题,采用钻孔窥视仪,对副平硐严重变形段进行钻孔窥视,测定围岩松动圈范围。根据钻孔窥视结果,结合工程类比法,确定副平硐严重变形段返修支护方案为锚杆支护+金属网+U型钢联合支护+喷射混凝土支护。巷道矿压监测结果表明,巷道围岩得到了有效控制,巷道断面能够满足矿井实际安全生产需求。     

深埋隧洞围岩及其支护结构内力与变形监测结果分析与研究

锚网支护是巷道支护主要结构形式,不同工况采用的支护结构不同。为了验证新型支护结构系统的支护效果,以现场工业试验为研究背景,通过对新型支护结构系统支护巷道的现场监测,重点对围岩的表面位移、锚杆受力状态、围岩深部变形等参数进行监测。通过对监测结果的分析,得到了以下结论：新型支护结构是一种柔性支护结构,能够与巷道围岩协调变形,并能保持足够的工作载荷且有部分余量,在设计允许范围内支护结构整体工作状态良好;通过对巷道深部位移、巷道表面位移、锚杆离层观测等参数的分析,得出锚固后的围岩体变形可以采用半对数函数进行拟合,同时,锚固后的围岩体在适度变形后整体变形量趋近于稳定状态,充分说明新型支护结构系统能有效改善围岩的变形,有效地提高了围岩的稳定性。     

基于数值模拟的隧道开挖及支护方法选择

对某隧道岩层交汇土石交界段隧道开挖与支护的施工过程进行三维有限元数值模拟,对比分析正台阶留核心土法和双侧壁导坑法两种工法施工过程中的围岩应力和隧道周边收敛变形随时间和施工工序的变化规律,从整体上把握隧道施工的效果,找出有利于围岩稳定的最优开挖方案。     

隧道断层破碎带坍塌机理及处理措施研究

在断层破碎带结构下进行隧道施工,容易引发围岩滑动失稳甚至隧道坍塌等施工灾害.为探究断层破碎带开挖坍塌机理及对应解决措施,研究以X隧道为依托,使用PFC2D离散元软件对断层破碎带开挖过程进行数值模拟.节理面和隧道开挖面相较或距离较近时,对隧道开挖稳定性影响较大.断层破碎带容易沿节理面出现滑动破坏出现坍塌情况,并且该破坏存...     

大变形软岩巷道锚网支护失效机理研究

锚网对软岩巷道进行主动支护,它通过锚入围岩内部的锚杆杆体改变围岩力学状态,在巷道围岩中形成一个稳定的承载带,达到维护巷道的目的。支护过程中,锚网系统若不能与围岩状态耦合,则会引起支护失效。本文对支护前软岩巷道围岩力学状态进行了分析,引入弹塑性状态圈状模型,计算出各区的应力状态,指出引起锚网支护实效的原因。     

隧道掘进爆破方案自动化系统设计研究

针对依赖工程经验粗放式隧道爆破方案设计的低效率、精细化不足的问题,依托寨山隧道工程,应用现场试验、需求分析、软件编程和互联网+相结合的技术,开发完成了隧道掘进爆破方案设计系统,实现了高效、精细化和实用性的爆破方案设计。研究结果表明:通过考虑隧道轮廓几何参数、开挖方法与施工台车框架结构,可实现炮孔参数的参数化、流程化和形象化设计。按照炮孔设计、装药量与装药结构设计和爆破方案生成的步骤,可快速生成隧道爆破开挖方案。装药量由爆破负担的围岩体积和经验公式确定。装药结构为炸药与爆破介质的纵向不耦合结构。研究成果可为类似隧道爆破方案自动化设计提供一定的指导。     

动力失稳下煤矿巷道围岩松动变形特征与支护参数研究

为了提升煤矿巷道围岩的稳定性,解决现有支护方式支护效果差的问题,分析煤矿巷道在动力失稳状态下的围岩松动变形特征,实现支护参数的优化计算。探测煤矿巷道围岩内部结构,根据动压巷道围岩变形的影响因素及其作用方式,建立煤矿巷道围岩动力失稳模型。在该模型下,通过确定应力变化规律和应力—应变关系,得出围岩松动变形的特征分析结果。参考围岩松动变形特征,确定合理的支护方式,得出锚杆长度、锚间排距、组合拱厚度等支护参数的计算结果。根据变形特征与支护参数结果,进行数值模拟分析,完成围岩松动变形支护。将模拟结果应用到实际的松动变形修复工作中,能够控制围岩松动变形量控制在要求范围内,降低裂缝破坏程度。     

建筑物下软岩巷道建设过程中的支护载荷问题研究

在软岩巷道建设过程中,软岩巷道失稳是影响建设安全的重要问题。通过分析巷道围岩与巷道支护之间的相互作用,经过力学计算,得出软岩巷道失稳的主要原因。经过理论分析与实例论证,软岩巷道的正确支护的设计前提是建立稳定的支护,在稳定的支护作用下使周围围岩的积蓄能可以最大限度地释放,另外,使以变形形式转换的工程力达到最大值,这样巷道围岩的自承力也能趋近于最大值,这时巷道的支护力可以趋近于最小值。     

煤矿大断面切眼围岩变形破坏特征及支护参数设计

为了解决大断面切眼片帮严重、局部顶板淋等问题,分析了切眼围岩变形影响因素、顶板力学模型以及帮部力学模型,然后对大断面切眼巷道支护参数进行了设计。研究得出,切眼的顶梁最大挠度和跨度呈三次方关系,切眼巷道帮部围岩破坏深度和切眼巷道高度呈正比以及计算了大断面切眼巷道支护锚网、锚索参数。研究对切眼的支护稳定以及实现煤矿的高产高效具有重要意义。