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。     

基于Hoek-Brown准则的位移反演分析GSI与岩体波速关系

地质强度指标GSI的选取有地域性,GSI的准确性会直接影响Hoek-Brown强度准则的应用效果。基于Hoek-Brown准则对青岛地铁3号线永平路站—青岛火车北站区间内的地质强度指标GSI、扰动系数D和泊松比进行反演研究,并利用均匀设计表对反演参数进行范围划分和试验点选取,有效降低了试验次数,同时保证了较好的试验效果。借助FLAC^3D软件计算出10个断面的GSI值,并研究了GSI与岩体波速V_p的关系,通过线性拟合得到GSI-V_p关系式,并用于预测青岛地铁3号线重永区间的GSI值。结果表明:GSI-V_p关系式所预测的GSI值用于重永区间数值模拟计算,所得位移值与该区间监测值的相对误差较小,具有较好的一致性,进而验证了关系式的合理性。研究成果为工程上准确获得GSI提供了新方法。     

基于GSI的深部节理化岩体工作面稳定性分析

针对节理岩体力学参数选取困难问题，基于地质强度指标GSI，结合损伤力学原理和广义Hoek-Brown准则构建考虑节理强度的节理岩体力学模型，对深部节理化岩体工作面进行了稳定性分析。结果表明：所给出的节理等效系数能较好地描述节理间距与GSI之间的关系，节理岩体的破碎程度对工作面的稳定性产生了影响，随着岩体破碎程度的提高，工作面易发生顶板冒落、煤壁片帮等现象；当岩体较为破碎时，顶板失稳主要由节理的发育、贯通引起；岩体的完整性较好时，顶板的稳定性受采空区悬臂段顶板的影响较大。