锚杆支护对围岩稳定作用的弹塑性力学计算与应用

从弹塑性力学计算出发，用锚杆两端对围岩体内锚固区施加的两组夹紧力来考虑锚杆支护对巷道围岩应力状态改变的影响；而描述锚固围岩体力学性质的粘结力和内摩擦角并未改变，建立了锚杆支护对围岩稳定作用的弹塑性力学模型。通过计算，得到了不同锚杆支护强度和锚固区半径下的围岩应力及塑性区半径的理论计算公式；分析了锚杆支护巷道的围岩应力分布及塑性区变化趋势。并在井下巷道的锚杆支护参数选定中进行了实际应用，锚杆支护弹塑性力学计算的解析解在理论上为锚杆麦护的董化设计提供了依据．     

地下圆形隧道围岩稳定性的弹性力学分析

根据有关岩石力学试验结果，提出了以对数函数描述岩石蠕变的本构模型，借此对地下圆表隧道围岩稳定性进行了力学分析，探讨了人工支护结构与围岩相互作用的关系，导出了描述其变化规律的特征方程，由此而得出了一些有益的结论。     

软化岩体中巷道围岩塑性区分析

本文以岩体的全应力－应变曲线为基础，建立了反映岩体出现塑性破坏后强度降低特点的力学模型，得到了巷道围岩塑性区半径和应力的明确解答．通过与现有其它力学模型的比较证明．本文提出的巷道围岩塑性区半径计算公式更为合理可靠．有更广泛的适用性．     

深埋隧道围岩稳定性的粘弹性力学分析

基于圆形隧道围岩稳定性的粘弹性力学分析基础之上，通过对粘弹性本构模型的改进，引用对数函数来描述岩石蠕变的本构模型．通过等代圆半径算法，把一般深埋隧道简化为圆形隧道，使其适应一般断面形状的隧道，最后给出了铁山坪隧道工程算例。     

在某供水改造工程中对围岩相关问题的探讨

在铁路、公路隧道设计规范对围岩分类、分级是一致的．都是以定性的描述为主,同时为了满足设计计算上的需要也对应提出了各类围岩的物理、力学指标,即以定性描述为主和定量指标为辅的对围岩进行综合评价的分类法。这一分类方法随着现代科学技术的发展已日渐满足不了实际需要．应逐渐向定量为主的方向发展。随着我国交通事业的大发展．隧道建设规模、数量也在迅速扩大和增加．这就为这一工作提供了非常有利的客观条件。     

分数导数型圆形隧道粘弹性围岩的应变位移分析

利用能较好地描述岩体粘弹性力学行为的分数导数本构模型,并运用弹性—粘弹性对应原理和分数导数的性质,通过Laplace逆变换得到了分数导数描述的圆形隧道粘弹性围岩的应变和位移的解析解,并对结果进行了讨论.结果表明,分数导数本构模型在描述岩体粘弹性力学行为方面具有建模精确,应用范围广等优点.     

洛阳龙门石窟围岩风化层结构特性研究

以石窟围岩风化层弹性波速资料为基础，对其风化层结构状态进行定量化描述，得出了龙门石窟围岩风化层结构北部白云岩优于南部灰岩，围岩骨架(岩石)部分受风化破坏作用较小，风化层岩体结构性状变异主要由结构面性状变异所致的结论．及时对风化层结构面进行治理，特别是发育于雕刻品中的结构面的治理，对石窟区文物保护有着重要意义．     

机织物悬垂屈曲的数值模拟

开发虚拟服装试衣系统需模拟织物的悬垂和屈曲，而采用正交异性力学模型不适合织物．为此，笔者基于织物的细观力学模型，用有限元方法来模拟方形织物片铺在圆桌面上的悬垂和屈曲，该细观模型描述了织物由于其细观编织结构而特有的力学性质．织物片用8结点壳单元离散，这种壳单元被特别设计，能描述织物片在悬垂中发生的大转动．对织物片的屈曲模态进行了分析，对其后屈曲变形进行了计算，也进行了方形织物片的悬垂和屈曲实验．模拟结果和实验的观测结果很一致．该研究为虚拟服装试衣系统的开发奠定了基础．     

正兴铁矿后期回采围岩破坏规律的数值模拟

为了分析正兴铁矿尚存矿源回采对顶底板围岩破坏的影响，对其回采过程进行了数值模拟。在物理力学参数的确定中，考虑了裂隙、溶洞对岩体弹性模量的影响。借助等效水力模型，用涌水量大小来描述岩体的弹性模量。在有限元分析的基础上，根据应力场和位移场的变化规律，对采场尚存矿源的回采提出了建议。     

巷道围岩变形的有限元分析及灰色模型预报

介绍了采集力学参数、建立计算模式的有效方法，应用有限元结构分析软件ALGOR实现分别建立、统一联接(COMBSST)生成了支护与围岩相互作用的三维有限元模型，分析了模型各结点的位移及受力情况，计算了巷道围岩变形；又应用灰色系统理论对围岩未来力学行为及可能出现的破坏进行了预报，并对灰色模型的建模条件和预报精度作了分析比较；为巷道支护设计和围岩控制提供了理论依据。     

高强让压锚杆在某矿回风石门中的实际应用

随着煤矿开采深度的不断增加,井下煤矿巷道所受的地应力越来越大,尤其在地质构造活动强烈的地区,井下巷道支护及保持其稳定性更加困难.根据深部软岩条件下煤矿巷道锚杆支护效果不理想的情况,研究高地应力软岩环境下巷道科学的支护方式是保证煤矿采掘深部煤层的关键.矿井支护实践证明高强高预应力变形让压锚杆均压锚杆能够有效的解决深井高地压巷道支护存在的问题.     

硬岩地层地铁暗挖车站施工过程力学分析

地铁暗挖车站因其埋深浅、开挖尺寸大,隧道围岩应力演化剧烈且复杂,塌方事故风险大,隧道支护设计面临极大挑战。为精细化模拟地铁暗挖车站分部开挖及初期支护全过程,以青岛地铁6号线海港路站为对象,建立三维数值模型,结合现场监测数据,研究硬岩地层暗挖大跨隧道施工过程力学特征。结果表明：拱部上导洞开挖造成围岩强度储备显著降低,引起拱顶及地表沉降量占最终值的54%和56%,左、右导洞开挖对应的拱顶围岩应力变化较小,引起拱顶沉降分别占最终值的30%和13%,直墙部等后续施工影响更小,从总体过程来看上导洞开挖对隧道沉降控制最为关键。全部贯通后,拱顶围岩强度储备值（K=3.1）高于其他部位,边墙围岩强度储备值（K=1.1）接近极限状态,从隧道各部位围岩强度储备角度上看,边墙最为关键需支护。总体上,地铁暗挖车站虽跨度大、埋深浅,但由于硬岩地层围岩强度高而几乎没有产生塑性区,锚喷格栅初期支护即可使隧道达到较高的稳定状态。     

缓倾斜岩层软岩巷道破坏过程分析

为研究深部矿井层状岩体破坏机制,进行了平面巷道的物理模型实验。本次实验以徐州旗山矿-1 000 m轨道联络大巷的地质资料为背景,通过对应不同深度的地应力加载,分析模型的受力变形特征。结果表明对缓倾斜岩层巷道,其结构的非对称性表现为破坏的非对称性,为研究处在层状岩体地质条件下的地下硐室工程的围岩稳定性和支护方案提供参考依据。     

软岩隧道挤压变形的概率模型

软岩隧道的挤压变形是深部高地应力区岩石地下工程中的主要地质灾害之一,对其发生的可能性及其分级的预测是工程建设中必须解决的重大问题。基于概率分析理论,通过研究挤压性围岩大变形破坏机理,建立了软岩隧道挤压变形发生的概率及挤压程度分级模型。影响挤压变形的两个主要因素是岩体单轴抗压强度σcm和初始垂直地应力P0,将强度应力比σcm／p0作为判别因子建立挤压变形概率模型。利用该模型对国内鸟鞘岭隧道工程挤压变形情况进行分析,结果与实际情况符合较好,说明该模型在研究隧道挤压变形发生的可能性及挤压程度分级中具有良好的实用性和有效性。     

用加速度方法分析隧洞的稳定性

为了能够用统一的模式和评价标准计算地下隧洞的稳定性,将加速度计算的概念引入地下隧洞的稳定分析中,提出基于加速度计算的隧洞稳定分析方法。算例的计算结果与点安全系数有着相同的趋势,却又比点安全系数更适合反映隧洞围岩的整体稳定状态。通过绘制加速度和加速度系数等值线,可以清楚地了解隧洞围岩各部位的稳定情况及其空间分布特征。这种方法概念明确、思路简单、便于操作,而且与边坡稳定分析方法有相同的计算模式,从而解决了难以用常规方法处理的隧洞稳定性评价问题。     

隧道地下风机房洞室群围岩稳定性三维有限元模拟

采用有限元软件MIDAS建立隧道地下风机房洞室群的三维计算模型,对隧道地下风机房洞室群的关键部位的稳定性和施工过程进行了分析,研究表明:各个支洞与隧道的交叉处以及各个支洞的顶部的围岩出现大范围的拉应力,拱顶的沉降值和拱底的隆起值比较大,建议在支洞与隧道交叉处应加强支护;通过对洞室群并列洞室施工过程的分析,得到隧道地下风机房洞室并列施工时相互影响很小。     

裂隙岩体中隧道变形破坏的节理有限元模拟计算

裂隙岩体是地下工程施工中经常遇到的一类岩体,研究其变形和破坏机理是工程安全施工的保证。以天平线关山隧道工程为例,采用基于修正Goodman单元的节理网络有限元法,将裂隙岩体看作由岩块和节理、裂隙组成的二元结构,其中岩块和节理、裂隙分别采用线性Mohr-Coulomb强度准则和非线性Barton-Bandis剪切强度准则。通过有限元软件Phase~2模拟分析了隧道开挖过程中裂隙岩体的变形破坏特点以及不同工况下隧道拱顶的沉降量,并讨论了Barton-Bandis准则中节理粗糙程度(J_(RC))的取值对围岩稳定性的影响。研究方法为裂隙岩体的数值计算提供了新手段,节理粗糙度(J_(RC))的反演结果能为支护设计和加固措施提供参考依据。     

基于多任务学习的公路隧道支护方案优化分析

为提升公路隧道施工过程中支护设计的实时性和合理性,以浙江省龙丽温高速典型隧道的围岩地质特征和支护方案为研究背景,分析围岩特征与支护参数的相关性,确定了以围岩风化程度、坚硬程度、岩体完整程度、地下水状态、围岩稳定情况为输入围岩特征,锚杆间排距、锚杆长度、喷砼厚度、钢拱架型号为输出支护参数的多任务学习模型结构。针对多任务学习模型预测的支护参数,采用层次分析法对比评价了预测与实际支护参数。结果表明预测支护参数综合得分高于实际支护参数,更为优秀。研究方法及成果为实现公路隧道快速支护方案选型和评估有较大参考价值。     

软岩支护力学作用原理的新认识

本文运用损伤力学中考虑蠕变损伤的力学模型对地下巷道围岩的受力状态进行了分析。结果表明:在考虑围岩强度随时间而变化的因素时,传统的二次支护的力学作用原理需要重新认识,过去的一些软岩支护方法需要改进。