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针对深部软岩巷道围岩大变形的机理和控制问题。阐明了巷道围岩变形的规律及其与影响因素的关系。建立了巷道峰后围岩碎胀变形的力学模型,实现了定量分析。得出围岩变形与支护阻力的负指数函数关系,及支护阻力对控制软岩巷道大变形的重要作用。阐述了围岩破裂损伤过程中,支护阻力迅速下降和失效,是支架难以有效控制软岩巷道围岩大变形的重要原因。研究了围岩损伤与支护阻力变化的全过程。研制了防止围岩变形损伤过程中支护阻力丧失的高阻力锚杆体系及框式支架,实现了围岩—支护结构共同承载的力学体系,卓有成效地解决了极软岩巷道围岩控制的难题。研究成果对软岩巷道的支护机理和控制技术都有重要创新和突破,有重要的科学意义和应用前景。 2100433B
批准号 |
59574001 |
项目名称 |
深部软岩巷道围岩大变形的机理及控制 |
项目类别 |
面上项目 |
申请代码 |
E04 |
项目负责人 |
陆士良 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
中国矿业大学 |
研究期限 |
1996-01-01 至 1998-12-31 |
支持经费 |
8(万元) |
隧道围岩等级与分类的关系。比如说 V级围岩=V类围岩 还是V级围岩=二类围岩
老规范将隧道围岩分成六类,分别是Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ,数字越大的围岩性质越好。新规范将隧道围岩分成六级,分别是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ,数字越小的围岩性质越好。所以老规范中的海类围岩就是新规范中的Ⅱ级...
隧道围岩等级与分类的关系。比如说 V级围岩=V类围岩 还是V级围岩=二类围岩
老规范将隧道围岩分成六类,分别是Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ,数字越大的围岩性质越好。新规范将隧道围岩分成六级,分别是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ,数字越小的围岩性质越好。这样我们就知道,老规范中的Ⅴ类围岩就是新...
岩体基本质量的划分并不单采用岩石单轴饱和抗压强度判断来判断,它还要根据岩体的完整程度进行综合判断。比如Ⅳ级岩体,除了极软石外,其它硬度都有可能,它是与岩石的完整程度搭配来考虑的。比如:如果是坚硬石,那...
挤压性围岩隧道大变形机理及分级标准研究
挤压性围岩隧道大变形机理及分级标准研究——结合高地应力条件下挤压性大变形隧道——乌鞘岭隧道工程实例,通过变形的现场量测结果,分析了挤压性围岩隧道大变形的基本特征。采用室内试验及现场量测等手段,综合分析确定了围岩物理力学参数,定量分析了洞室周边...
深部巷道开挖数值模拟及围岩变形
为了揭示深部不同地应力环境下巷道开挖围岩的变形规律,为深部巷道开挖与支护作指导。采用有限差分软件建立了深部巷道模型,对不同水平侧压力状态及开挖进尺深度下巷道开挖过程进行了数值模拟。分析结果表明:巷道拱顶竖向、拱底竖向及中部水平向的变形明显,变形量最大发生在巷道中部,其水平向位移最大值为20 mm左右。当深部岩体水平侧压力系数为1时,即岩体处于静水压力状态,巷道开挖引起的变形量最大。随着开挖深度的增大,巷道变形量趋于稳定。
《深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术》系统地介绍了作者近年来在深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术方面的研究成果。全书共分8章,详细论述了深部软岩巷道围岩的变形破坏特征、变形破坏机理以及巷道围岩稳定性控制技术。主要内容包括:深部软岩巷道围岩变形破坏特征分析、深部软岩巷道地应力实测分析、深部软岩巷道围岩岩性与破坏机理分析、深部软岩巷道围岩松动圈实测分析、深部软岩巷道围岩稳定性控制技术、深部软岩巷道稳定性控制数值分析、深部软岩巷道围岩稳定性控制效果分析等。
《深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术》可供采矿工程、矿井建设工程、岩土工程、地下工程等专业的研究生和科研人员参考,也可供从事以上专业设计和施工的工程技术人员参考。
批准号 |
50674083 |
项目名称 |
深部巷道围岩变形、破坏全过程及其稳定控制机理 |
项目类别 |
面上项目 |
申请代码 |
E0405 |
项目负责人 |
靖洪文 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
中国矿业大学 |
研究期限 |
2007-01-01 至 2009-12-31 |
支持经费 |
27(万元) |
本项目以巨野矿区典型的深井煤矿-赵楼煤矿为工程背景,针对深部高地应力作用下厚顶煤巷道支护难题,通过现场实测、理论分析、材料研发、数值分析、模型试验及现场试验等手段相结合的方法,对深部厚顶煤巷道的变形破坏及围岩控制机理进行研究。 项目主要对通过深部厚顶煤巷道变形破坏规律现场实测研究,得到了赵楼煤矿深部厚顶煤巷道顶板围岩不可控的主要原因及机制。基于塑性力学的极限分析理论,采用广义Hoek-Brown经验强度准则,推导出了巷道顶板冒落的迹线方程,讨论了不同岩体力学参数、围岩应力水平与支护荷载大小对顶板冒落范围的影响。提出了深部厚顶煤巷道“先控后让再抗”的耦合让压强力支护理念,改进了自主研发的让压型锚索箱梁支护系统。研制了新型柔性均布压力加载装置,基于赵楼煤矿3302工作面顺槽地质条件,针对让压型锚索箱梁支护系统两种典型支护方案(纵梁支护方案和横梁支护方案)下的开挖支护过程进行了地质力学模型试验研究,得到了不同支护方案的巷道围岩应力演化规律、围岩变形规律及支护构件的受力特性。建立了锚索梁支护系统对顶板围岩作用的三维力学模型,对锚索梁支护系统不同布置方式作用下的顶板围岩应力状态进行了分析,结果显示:纵横组合方案在顶板围岩中形成的围压状态最佳,其次为纵向单梁方案。在典型工程赵楼煤矿设计并实施了让压型锚索箱梁支护系统、工字钢锚索梁支护系统及T型钢带锚索梁支护系统、U型钢带锚索梁支护系统4大类14种数值试验和3大类11种方案的现场试验。研究表明:让压型锚索箱梁支护系统各方案比原支护方案效果显著提高;让压型锚索箱梁支护系统围岩控制效果整体优于工字钢锚索梁支护系统且经济性高;让压型锚索箱梁4种支护方案中,巷道围岩控制效果最好的为纵横组合方案,其次为纵向单梁方案,再次为纵向双梁方案,最后为横梁方案。 通过理论计算、数值试验与现场试验结果综合分析,最终得到了深部厚顶煤巷道围岩变形破坏机理及让压型锚索箱梁控制机制。 2100433B