综放工作面大跨度切眼锚网索支护技术研究

结合潘北矿11118工作面的地质条件及开采技术,对大跨度综放工作面的顶板和两帮进行了支护设计,采用理论计算法和工程类比法对支护参数进行了优化设计。针对大跨度综放巷道提出了锚网索带耦合支护技术,有效地解决了大跨度工作面顶板的安全控制问题及两帮的收敛变形问题,并通过大型非线性有限元计算软件ABAQUS对支护方案进行了模拟计算和结果分析,从而验证了锚网索带耦合支护技术在类似围岩条件下的巷道支护中的合理性。     

深部高应力软岩巷道变形破坏特性研究

以济北矿区唐口煤矿为工程背景,基于巷道围岩地质力学测试,阐述了深部高应力软岩巷道的基本工程地质特征;基于Burgers流变模型的黏弹性理论分析,得到深部高应力软岩巷道围岩表面位移及位移速率的表达式,并利用数学软件Matlab绘制了不同原岩应力、弹性模量和黏滞系数的巷道围岩表面位移及变形速率随时间的变化曲线;采用FLAC3D模拟了深部高应力软岩巷道的流变特性,分析了在高应力作用下,软岩巷道围岩的顶板、底板和两帮的流变变形规律。     

岩石劈裂与岩石破坏性质的不稳定性

 岩石劈裂是裂纹受轴向主压缩荷载引起的裂纹尖端开裂所致,这种开裂与Griffith理论的分析结果不同,它是一种与岩石压缩剪切破坏不同的压缩张拉破坏。基于Griffith裂纹分析方法,证明了裂纹尖端存在小拉应力极值,结合岩石破坏的渐进性特点,说明岩石在压缩过程中可以形成张拉破坏(劈裂破坏),这一破坏形式是修正的Griffith强度理论以外的另一种破坏形式。给出了岩石劈裂破坏的条件,即裂纹纵向荷载高且侧压力很小或为0,且没有后续荷载的进一步作用或荷载时间短,并通过岩石厚壁圆筒卸荷试验验证了该岩石劈裂破坏条件的合理性。基于能量原理,分析岩石卸荷在无外功条件下张拉破坏与压缩破坏的能量耗散特征,给出岩石破坏时的能量关系式;从能量的积聚与耗散角度,揭示了煤岩体动力冲击、巷道围岩突然破坏等动力破坏现象产生的机制。     

土钉安设位置与角度对边坡加固效果影响分析

基于朗肯土压力理论研究了土钉墙的主要设计参数对边坡安全性的影响。通过建立土钉安设位置及安设角度与边坡安全系数间的函数关系,从数学角度确定了高边坡和低边坡的界限值,分析了土钉安设位置、安设角度、边坡土黏聚力、内摩擦角4个主要因素对边坡安全性的影响,得到了高边坡情况下土钉安设位置及安设角度与边坡安全性负相关,低边坡条件下土钉安设位置及安设角度与边坡安全性正相关以及当边坡土质很差时不应采用土钉加固方案的结论。     

含圆孔半平面体的弹性分析及其工程应用

无限大平面弹性体中单个圆孔孔边应力集中问题的经典解已经得到了广泛应用,但是半平面体边界附近含圆孔问题的弹性分析至今仍不完善。该文借助Verruijt提供的共形映射函数,把含圆孔半无限平面映射为单位圆环域;然后将像平面上的解析复位势展成Laurent级数,利用Muskhelishvili的复变函数解法,基于地表、洞周的边界条件和级数展开式在圆环域上的收敛性确定展开式中的系数;进而求得该问题在地表一般线性荷载条件下的应力场和位移场。最后,给出了一个地铁隧道算例的围岩应力、位移结果,并分析了其受力变形特点。     

大断面极不稳定软岩巷道支护与施工成套技术研究

基于和睦山矿区水文地质情况和-200m水平井底车场巷道围岩状况,对该矿区大断面极不稳定软岩巷道稳定控制机理进行了研究,提出了整套针对大断面极不稳定软岩巷道的支护与施工技术。工程应用实践表明,所提出的支护与施工技术有效地控制了巷道变形,支护效果良好。     

深埋巷道耦合注浆浆液扩散范围及加固特性研究

围岩破碎的深部巷道存在围岩强度不足、底鼓严重等问题,亟需有效的支护手段进行巷道围岩加固。借助COMSOL数值模拟软件,构建巷道耦合注浆加固的注浆扩散模型,以压力等值面作为注浆扩散指标,得到了不同注浆加固方式下的注浆扩散范围,并将所得注浆扩散范围模型导入3DEC进行注浆加固特性研究;以王家岭煤矿12101工作面运输巷围岩加固为工程背景,研究了运输巷原支护方式和深浅孔-高低压耦合注浆加固的不同加固效果。结果表明：该注浆扩散范围划分方式合理,能较好地满足工程实际;与原支护方式相比,采用耦合注浆的支护方式对巷道进行加固后巷道安全性得到较大程度的提升。     

岩土类研究生专业课程教学现状与“融研于教”教改思路初探

岩土类研究生专业课程具有内容繁杂、规范性强、理论与实践结合密切的特点,通过分析岩土类研究生专业课程教学现状及存在的问题,提出“融研于教”教学模式改革的必要性和紧迫性,探讨基于科研案例的岩土类研究生专业课程教学模式,包括科学研究成果的搜集与筛选、教学内容优化、教学方法改革及实施等,研究成果对提升岩土类研究生专业课程教学质量具有指导与借鉴意义。     

松软泥岩中巷道冒顶区修复加固技术的研究

针对松软泥岩巷道大冒顶事故难治理的特点,提出了采用发泡树脂和锚注相结合的综合治理技术,并对各种支护参数进行了科学设计。工业试验表明,该技术能够有效地控制冒顶区围岩变形,保证巷道的稳定,是处理相似地质条件下冒顶事故的有效方案。     

基于实测地应力的巷道围岩分类

地应力状态是影响工程稳定性的根本因素之一,也是地下工程设计和施工决策科学化的基础．为了使围岩分类更加科学、合理,根据地应力因素在围岩分类方法中的重要性,提出了包含地应力因素的围岩稳定性判据和应用实测地应力进行围岩分类的方法,并和围岩松动圈分类方法有机结合．结果表明,基于实测地应力的巷道围岩稳定综合分类表科学、简单,依据该表来设计支护参数更为方便、可靠．