赵庄矿深部巷道围岩变形机理研究

随着煤炭开采不断向深部地层发展,深部高应力条件下巷道容易发生较大变形,造成冒顶、片帮等事故,因此以赵庄矿× ×矩形巷道为工程背景,结合现场试验测得的围岩力学参数,采用FLAC 3D数值模拟软件对不同条件下巷道围岩变形机理进行研究,研究结果表明了巷道宽度、高度、埋深、侧压系数的改变对巷道围岩塑性区分布状态和围岩变形量的影...     

湿度应力场的数值模拟

基于新的湿度应力场理论,建立了湿度应力场的数值模拟方法,并用通用有限元分析软件ANSYS中的温度应力场模块,有效地模拟了圆形硐室遇水作用的湿度应力场问题.数值模拟的结果与解析解结果的一致性表明,所建立的数值模拟方法是有效的.     

高应力软岩巷道围岩变形破坏研究

 以某有色金属矿山巷道为例, 给出了高应力软岩的定义, 论述了高应力软岩的特征、形成条件以及高应力软岩巷道围岩的变形破坏特征和类型, 分析了巷道开挖前后地应力状态的变化及其对围岩变形破坏的影响, 并从岩体和工程岩体围压状态变化和强度变化角度探讨高应力软岩围岩的变形破坏机理。     

软岩巷道围岩流变特性试验研究

流变特性是软岩固有的属性,在长期荷载作用下的软岩巷道支护设计必须考虑岩石的流变特性。针对“三软”煤层巷道围岩大变形、难支护的具体情况,以显德汪矿的主运输大巷为研究对象,进行了三轴压缩流变试验,获得了泥岩的流变参数,从而为下一步的软岩巷道支护设计、施工提供了科学的依据。     

软岩巷道变形支护研究与实践

本文通过对黄陵二号煤矿井下巷道变形数据的实测,对破碎软岩巷道的变形规律及破坏特点进行了研究,得出了其变形规律,并对围岩的变形原因进行了探讨,得出了一些规律,基于巷道的破坏机理分析,给出了破碎软岩巷道支护的原则。研究结果对破碎软煤巷支护实践有一定的指导意义。     

隧道下穿采空区围岩变形规律研究

为了研究下穿煤矿采空区条件下隧道围岩变形规律,以太原—焦作高铁控制性工程——皇后岭隧道为工程背景,通过开展数值对比试验,分析采空区与隧道不同距离、不同围岩强度、不同支护强度影响下拱顶位移变化规律。结果表明：随着隧道顶部与采空区距离的逐渐增大,拱顶沉降逐渐减小,即距离越大,采空区对隧道围岩稳定性的影响越小,采空区对隧道的有效影响范围约1.7倍的隧道洞径。随着围岩强度等级的降低,拱顶位移呈现指数式增长,隧道围岩稳定性受围岩强度等级影响显著。隧道拱顶位移随着支护强度的增大,位移不断减小,围岩等级越低,支护强度对隧道变形的有效控制效果越好。     

马鞍子梁软岩隧道围岩变形规律及支护技术模拟分析

结合马鞍子梁隧道工程,采用FLAC数值模拟方法对该隧道上下台阶法施工全过程进行模拟分析,完成了现场监测研究,与数值模拟预测的结果进行了比较,得到了软岩隧道的围岩变形规律,提出合理的支护方案。结果表明,该开挖方法适用于此软岩隧道,竖向位移主要集中在拱顶和拱底处,拱顶位移比较大,水平位移主要集中在隧道两肩和两脚处。现场监测表明:隧道开挖初期拱顶下沉与水平收敛变形速率比较大,处于不稳定状态,随时间变形速率较小,曲线趋于稳定状态。FLAC数值模拟预测结果与实测结果基本一致,一次支护和二次衬砌的合理间隔时间为30d。     

新建云桂铁路膨胀岩膨胀特性试验研究

膨胀岩具有遇水膨胀、软化、崩解和失水收缩、开裂等特性,一直是工程应用中的难点.通过新建云桂铁路膨胀岩的室内试验研究,分析研究了膨胀岩在不同含水率条件下的变形特征和变形过程,进一步建立了膨胀岩的修正Huder-Amberg本构变形模型;根据测定同一膨胀岩在不同含水率状态下的试验成果,分析了膨胀岩在不同含水率状态下的膨胀应...     

膨胀岩隧洞时效变形预测模型及应用

膨胀性软岩隧洞变形是一个以吸水膨胀性变形为主,蠕变、扩容等多因素影响的复杂时变问题。为了预测隧洞开挖后围岩的变形,假设隧道围岩遵循Burgers体与Hoek-Brown准则组合的黏弹塑性模型,并结合湿度场理论和非关联的流动法则,推导了膨胀性软岩遇水工况下的黏弹-塑性时效变形方程,最后根据所得的位移解析式,结合理想案例和Nabetachiyama隧道实例分析了不同参数对深埋圆形隧洞围岩位移随时间变化的影响规律。结果表明:采用的预测模型可以较好地预测膨胀性软岩在遇水工况下的时效变形,且参数相对较少,物理意义明确,识别简单,本文方法可以很好地应用于地下工程实践。     

回采影响下煤层巷道围岩变形破坏数值模拟

为研究回采影响下煤层巷道周围岩石的破坏情况,通过数值模拟周围岩石破坏力学模型,使用FLAC3D构建煤层巷道三维模型,对两种支护条件下进行模拟分析,在煤柱宽度不同的情况下分析两种方案的优越性。软岩巷道的数值模型是通过有限差分原理构建,通过分析预留煤柱的大小来分析应力场的分布规律,计算结果对现场的施工具有优化作用,利用监测手段获得锚杆及锚索的受力状态,来验证数值模拟的可靠性和支护结构设计的正确性。     

通渝隧道围岩变形和岩爆的数值模拟

运用数值模拟手段，对重庆市通渝隧道在大埋深环境下的围岩应力分布特征进行了模拟分析，并就可能发生围岩大变形或岩爆的部位进行了预测。模拟计算的结果表明通渝隧道在大埋深环境下在两帮和边拱部位将出现岩爆，如果围岩是软弱岩层时，则可能发生Ⅱ级以上大变形。     

炭质页岩小净距隧道围岩变形规律研究

以湖北宴家隧道工程为例,结合现场施工监测,采用有限元程序对节理围岩隧道施工进行模拟,对节理围岩隧道的开挖对地层扰动的范围进行定量确定.对小间距双线隧道在炭质页岩条件下节理面上游隧道先行施工进行数值模拟,将实测数据与数值模拟进行对比,总结出炭质页岩小间距隧道左右洞有施工差别时围岩变形规律.     

露天转地下采场围岩及覆岩变形破坏特征研究

以云南磷化集团有限公司晋宁磷矿为依托背景,借助数字照相量测技术,通过相似材料模拟试验,对20°、50°两种不同倾角条件下,露天转地下开采后,地下采场围岩与覆岩的变形破坏特征及动态演化过程进行了系统研究。结果表明:①地下采场围岩及覆岩的变形演化过程可划分为局部小范围微动、线性持续增大以及整体非线性剧烈垮塌3个阶段;②矿体倾角由20°增至50°后,边坡与地下采场围岩及覆岩的变形整体趋缓,采动影响范围小幅度缩减,沉降曲线则由非对称槽型变为碗型;③采场矿柱回收过程中,地下采场围岩及覆岩发生突发性失稳,呈现出明显的“多米诺骨牌效应”。     

围岩变形内表比及一种新的巷道围岩分类法

根据现场实测资料和数值模拟计算结果,研究了几种不同类型巷道围岩变形规律,提出更能反映围岩变形规律和变形状态的"内表比"概念,进而考虑依据巷道围岩表面变形量和内表比值两个参数,提出一种新的巷道围岩分类法,并根据各种支护所容许的极限变形量,给出相应的合理支护形式。     

基于降雨湿度场分布的膨胀土基坑稳定性分析

膨胀土的膨胀势将给工程的安全性带来严重的影响.降雨是诱发膨胀土基坑含水率变化的重要因素,文章分析了在降雨条件下的基坑湿度场分布规律;通过湿度场的变化以及膨胀力的机理,探讨了膨胀力在基坑中的分布规律;根据条分法计算原理,在极限平衡条件中考虑膨胀力,并给出了考虑膨胀力的基坑安全系数计算方法.在数值模型中,将湿度场中的膨胀力...     

膨胀岩相似材料水分迁移试验研究

为研究膨胀岩水分迁移规律,以石英砂、膨润土、高岭土、石膏、松香酒精溶液及水作原料,配制两种膨胀性相似材料以开展水分迁移试验研究.通过室内试验,研究了吸湿过程中膨胀岩相似材料吸湿量随时间的变化关系及水分在不同方向上的迁移规律,得到水分在材料内部的迁移特征,并探讨温度对材料水分迁移的影响.结果表明:膨胀岩相似材料靠近吸湿面...     

软弱围岩巷道锚注支护机理及其变形分析

锚注支护是将锚喷支护与注浆加固有机结合的一种主动支护方法。根据其机理，将注浆锚杆简化为作用于围岩的一种体积力，并将注浆作用看作对围岩力学性能的改变，以此建立了锚注支护的力学模型。依据围岩流变特性的试验结果，选择了一个适合的流变模型。最后应用粘弹性理论，分析了锚注支护对具有流变特性围岩在维护其稳定性方面的作用，计算结果表明，锚注支护对维护破碎围岩的稳定具有显著效果。     

膨胀岩公路隧道结构设计与施工稳定性分析

膨胀岩是遇水发生物理及化学反应,引起岩石含水量及岩性发生变化,且体积发生膨胀的一类岩石。为研究公路隧道在膨胀性围岩段的结构稳定性,依托大华岭特长公路隧道,对膨胀岩隧道的膨胀岩等级判别、结构设计和施工稳定性等方面进行了综合分析。通过对隧道施工过程的数值模拟分析,结果表明,结构的薄弱部位为分步开挖的交接处,尽管应力集中现象及围岩塑性区没有影响结构的安全性能,但在结构设计和施工中仍然要注意设置锁脚锚杆,并严格控制钢架接头的质量及喷射混凝土的厚度。如今该隧道已成功运营,进一步说明文中论述的结构设计参数及施工方案是合理的。     

隧道软弱围岩的受力变形研究

软弱围岩由于岩性软弱、整体性差等特点成为了隧道开挖过程中的研究重点。该文主要研究了隧道软弱围岩的受力变形,首先选取不同类型的软岩作为研究对象,采用预留核心土的三台阶法进行施工,利用ANSYS有限元软件进行数值模拟,分析了不同等级的软岩的受力变形特点以及仰拱对于围岩稳定性的影响。研究表明:在开挖过程中,隧道上台阶、下台阶周边岩体在水平方向上有明显阶段性变形,且上台阶对拱顶围岩扰动最大,易产生较大沉降;岩体被挖出时剩余围岩转角处易出现应力集中现象从而导致局部围岩发生失稳破坏;仰拱能够有效限制围岩的变形,减少围岩内部应力,从而提高隧道的整体稳定性。     

软岩巷道支架壁后充填与围岩关系的研究

支架的高阻和可确保软岩巷道稳定性的关键,受力条件恶凶制着软岩巷道支架支撑能力的发挥,实施支架壁后充填使支架及早承载和均匀受力,可大幅度提高支架的工作阻力,有效地控制巷道围岩地强烈变形,