深井软弱围岩联合控制技术及耦合叠加拱承载效应研究

为有效解决深井软弱围岩巷道稳定控制技术难题,以淮南某矿-962 m轨道大巷为工程背景,依据软岩应力-应变曲线及围岩应力变化和强度之间的关系,建立圆形巷道围岩破坏分区力学模型,将开挖后的巷道由表及里依次划分为残余区、塑性软化区、塑性硬化区及弹性区,以阐明锚杆(索)锚固系统变形失稳机制,并提出深井软弱围岩的控制要点及关键技术。在此基础上,提出高预应力支护构件遏制残余区扩展、有效的支护承载区发挥围岩承载能力、极大提高软弱围岩承载强度及完整性、薄弱部位补强支护形成完整承载圈等4个围岩控制要点,进而提出“以高强预应力锚杆(索)为核心,浅、深孔分次注浆为基础,底角与底板锚注加固为关键”的全断面强化联合控制方案。结合支护方案特点提出实现内、外承载的“耦合叠加承载拱”结构。该耦合承载拱将支护体与围岩的相互作用和所提供的径向支护力相统一,对锚杆(索)支护阻力具有显著的放大作用。研究结果表明：围岩残余范围随硬化系数、软化系数、支护阻力及内聚力和内摩擦角的增大而减小,随扩容系数的增大而增大,而残余区、塑性软化区、塑性硬化区的边界发生渐进式扩展变换是导致围岩大规模破碎和锚杆(索)锚固失效根本原因。通过工程计算...     

meiIV级围岩软弱段隧道施工支护技术探索

结合IV围岩隧道工程实例,采取强支护施工原则,本文将针对软弱围岩的特点,由钢拱架（或格栅拱架）、系统锚杆、钢筋网和喷射砼组成联合支护体系,提出支护施工所采取的控制技术措施,为同类工程提供参考。     

考虑岩石破裂后变形特性的巷道围岩特征曲线

给出了岩石破坏后侧向应变与纵向应变之比与围压之间的定量相关关系，并利用霍克－布朗（Ｈｏｃｋ－Ｂｒｏｗｎ）的节理岩体经验强度准则，推导出了考虑岩石破坏后变形特性的巷道围岩特征曲线方程，并给出了一个工程算例。结果表明，理论结果与实测结果比较吻合。     

青山煤矿四水平东大巷软岩巷道支护研究

在分析青山煤矿四水平东大巷原有软岩巷道支护的基础上。结合巷道围岩工程特性,按软岩巷道支护优化设计原理设计了正确的支护方式和施工方案,并进一步设计了钢筋网让压结构。在施工队伍按照设计要求组织施工的条件下,大巷顺利通过软弱围岩段取得了明显的经济效益,为四水平延深起了关键作用,其支护设计方法与方案可在类似围岩中推广作用,图3,袁3,参3。     

基于几何变换的拱轴线的构成与特性研究

为了获得一种易于调控、具有较好力学性能的拱,该文对新型拱轴线的形成与特性展开了研究.通过在单一平面场中对椭圆进行几何变换,产生了一种新型曲线——椭变曲线.该文以椭变曲线作为拱轴线构建了一种新拱.通过应用软件(SolidWorks)仿真实验验证,结果表明:当拱的高度与跨度比值较大时,该拱的抗变形能力和抗压能力要优于其他常见拱;同时,这种新型拱轴线也具有很好的调控性能,可实现拱的结构优化.     

松软围岩锚杆支护系统承载能力的研究与应用

在分析了轮软巷道围岩破坏特征的基础上，证明锚固力的作用在于提高巷道周边破裂围岩的残余强度，并使这形成组合拱。探讨了锚固体强度和承载能力的理论计算总理。据此提出了松软围岩锚杆支护系统定量设计的方法，并得到现场工业性试验的论证。     

梁式桥预拱度曲线的拟合研究

随着道路等级的提高,人们对道路线形及行车舒适性的要求越来越高,桥梁设计中竖向挠度的控制显得尤为重要。该文以一座梁式桥（40 m＋60 m＋40 m）为例,根据预拱度设置的要求,运用数学知识,建立数学模型,借助于计算机,利用软件Curve-Expert1.4对预拱度进行曲线拟合,得出的曲线方程具有一定的合理性,该方法对梁式桥预拱度的设置有一定的借鉴作用。     

预筑钢筋混凝土风桥技术在煤矿的应用

目前在煤矿井下掘进巷道中,预先在风桥上构筑钢筋混凝土,能够在沿煤层底板掘进的进、回风巷道施工过程中,有效地提高掘进工效,杜绝巷道爆破挑底掘进时带来的不安全因素,安全系数明显提高。     

软岩巷道支护理论及支护理论的研究和发展

介绍了软岩巷道工程支护理论和锚杆支护机理及锚杆研制的发展，提出了几个尚未很好关注的问题，并指出了解决问题的方向。     

基于组合拱理论的锚网喷支护技术在硐室支护中的设计与应用

随着煤矿开采深度的增加,巷道围岩应力也逐渐增大,传统的支护方式已不能满足复杂地质条件下围岩受力的要求。本文根据一450水平电车库充电硐室的地质条件,采用了组合拱支护理论设计了锚网喷支护方案,提出了较为合理的施工参数与施工工艺,充电硐室的支护取得了比较好的效果。     

螺杆泵特性曲线修正方法研究

螺杆泵实际工作时所处环境的压力、温度、流体介质均与测试条件存在较大差异,导致螺杆泵的水力特性曲线并不能代表螺杆泵的真实特性。很多学者从不同的角度分析过螺杆泵特性曲线的影响因素及修正方法,但目前并未建立一套系统的、可量化的修正模型。为了能够获取螺杆泵实际工作状态下的特性,通过研究转子转速、过盈量、流体黏度、含气量四大因素影响,建立了螺杆泵特性曲线修正模型。结果表明,修正后的特性曲线能够表征螺杆泵的真实特性,为油井选泵提供可靠的参考依据。     

基于特征线提取的三维数据配准

在逆向工程等诸多领域,数据配准都是重要的技术环节;而目前大多数应用,都是基于选取匹配标记点的方式来实现初始匹配;因此寻找一种可靠快速的自动数据配准技术成了目前研究的方向.提出一种基于特征线提取三维数据自动配准技术.通过提取不同视角下点云的特征曲线实现了三维点云数据的配准.实验结果表明了算法的有效性.在有更高精度要求的情况下,此算法的输出结果可以作为其他迭代方法的初值,进一步迭代得到更精确的结果.     

基于土水特征曲线的非饱和土强度预测研究

土水特征曲线反映了非饱和土体中的基质吸力与含水量,或者饱和度之间的关系,在非饱和土的渗流、强度、扩散等诸多方面的研究都会涉及土水特征曲线的相关理论。在前人研究的基础上,分析了土水特征曲线产生滞回效应的微观机理,将基质吸力产生的负压力对应于土颗粒间所产生正应力的增量,将体积含水量引入抗剪强度增量公式。认为非饱和土的强度分为土体处在饱和状态时的强度以及由于基质吸力所引起的强度增量两个部分,提出了非饱和土的强度预测公式;并通过定义等效含水率对公式进行修正。通过选取的四种材料参数对所提出的公式进行验证,结果表明强度预测公式与实际情况吻合良好,所提公式具有一定的适用性。在此基础上较为系统地分析了基质吸力对非饱和土体强度的贡献。     

某滑坡滑带土的土水特征曲线试验研究

文章采用Tempe仪测定了某滑坡滑带土的水质量分数与基质吸力的对应关系,利用指数衰减函数对该土水特征曲线进行描述,并确定了该土样的残余水质量分数;结合土水特征曲线的性质对指数衰减函数中的参数的物理意义作了明确的定义,结果证明该公式简单明了及适用性强。     

隧洞岩体质量分级的支持向量机方法

将支持向量机应用于岩体质量等级分类中,采用工程中适用性强的指标如岩石质量指标、完整性系数、单轴饱和抗压强度及结构面摩擦因数,作为判别因素. 选用径向基核函数进行训练,通过交叉验证确定最佳模型参数,建立了岩体质量分级模型. 该模型采用成对分类方法构建多类分类模型,与已有文献采用一对多分类法构建支持向量机多类分类模型相比,不可分区域减少很多,即模型分类精度提高显著. 将该模型应用于工程实例,结果表明预测结果与工程勘测结果完全吻合,证明了支持向量机岩体质量分级方法的有效性.     

一种基于骨架的水泵性能曲线复原方法

考虑到编制水泵装置选型及优化方面软件须将大量复杂的水泵综合性能曲线图片数字化后输入计算机,提出了"扫描—细化—取样—拟合"的复原方法,较好地解决了扫描图片线条较粗影响精度、人工取样费时费力的问题.该方法在"水泵优化与选型"软件中得到成功应用.     

基于围岩破坏区和承载力的锚杆支护设计

从岩石力学最大周向拉应力破坏准则理论出发,结合隧道工程实例,运用理论分析和现场试验数据统计分析的方法,研究了隧道开挖过程中破坏区域的范围和破坏规律,并对破坏区域的承载能力进行了分析。结果表明:隧道开挖过程中围岩破坏区域承载了很大的荷载,而支护体系承受的荷载只是很小一部分;围岩破坏范围和破坏区域的承载能力可以通过岩体的力学参数进行计算得出。工程应用表明,锚杆支护设计参数可以通过计算围岩的破坏区域和承载能力获得。     

基于收敛-约束法的软岩隧道初支时机估算——以义永公路枫坑隧道为例

围岩纵向变形曲线能直观、有效地反映隧道开挖过程中洞壁围岩变形受掌子面前端“空间效应”的影响,为支护结构施作的最佳时机提供理论依据。以某软岩大断面隧道为例,基于Unlu和Gercek推导围岩纵向变形曲线方程（位移释放系数）,在综合考虑泊松比和弹性模量以及粘聚力、内摩擦角、爆破参数等提出优化改进;运用FLAC3D分析改进围岩纵向变形曲线方程的合理性和有效性。结果表明:（1）围岩纵向变形曲线方程与弹性模量以及粘聚力、内摩擦角呈非线性正比关系,与爆破参数呈非线性反比关系;（2）对比现场监测数据与理论计算数据发现Unlu和Gercek推导围岩纵向变形曲线方程在x>=0段偏差较大,提出增加“扩大收敛函数”提高其精度,相关系数由原来的R-square=0.8左右,提高到R-square=0.95左右;（3）通过与数值模拟数据对比,改进后的围岩纵向变形曲线方程能更好的与其相吻合,证实了改进后的围岩纵向变形曲线方程更具有合理性和实用性;（4）提出围岩位移增量出现陡增点时的位移释放系数值为施加支护的最佳时机,得出Ⅲ级围岩在长台阶法施工施作时,距掌子面x=2.24m左右处开始施作支护为最佳,Ⅳ级围岩在采用CRD工法施作时,距掌子面x=1.47m左右处开始施作支护为最佳。     

软岩巷道围岩变形时序预测方法的研究

论述了时间序列分析法并将其引入到软岩巷道围岩变形的预测当中，建立了ARMA（2，1）模型并编制了应用程序，对现场观测数据进行了等时性和平稳性处理，应用逆函数进行了预测分析，得到了令人满意的结果，为软岩巷疲乏支护的设计和维护提供了重要的参考。     

等效数值法在围岩稳定性评价中的应用

提出了一种新的围岩的稳定性评价方法--等效数值法,建立了基于等效数值方法的围岩稳定性评价新模型.该方法将样本指标值与围岩稳定性各指标分类标准对比来确定权重,客观性强,计算简捷.对5个典型的围岩作为评价样本进行了评价研究,并将得到的评价结果与模糊识别法、可拓方法与模糊可变集合工程方法结果进行比较.研究结果表明,等效数值法成功率高、客观性强,为围岩稳定性的评价研究提供了一条新思路.