岩体锚固理论与技术研究的进展

随着煤炭开采深度的逐步增加和水电工程、交通工程的大规模建设,复杂条件下的岩体工程越来越多,岩体锚固理论与技术遇到了极大的挑战,出现了许多问题。首先,回顾了岩体锚固技术产生、发展的历程,从锚固提高岩体整体物理力学性能方面,介绍了岩体锚固机理研究的进展情况;其次,详细讨论了锚固界面失效形式及界面应力传递的相关理论;最后,指出考虑时间效应的锚固流变机理应是今后深部岩体工程研究的重点方向。     

锚杆最优锚固方向和最小锚固力的确定

本从锚固基本原则出发，简介如何运用赤平极射投影、块体理论和岩体力学方法寻求可供边坡、危岩锚固工程设计使用的确定锚杆最优锚固方向和最小锚固力的简易方法，并结合某一高陡岩质边坡锚固工程对该法做了验证分析。     

预应力混凝土桥塔斜索锚固区空间应力分析

现代斜拉桥的桥塔往往采用混凝土结构,由于斜拉索强大的水平拉力作用,使得斜索在塔体的锚固构造处理变得十分关键。为此,以实际工程为背景,运用现代有限元方法和光弹模拟试验,对塔体斜拉索锚固区进行了空间应力分析,探讨了在强大斜拉索力上锚固区的受力特点,分析数据为本固构造设计提供了重要的参考依据,有限元分析与光弹试验的比较表明,计算结果和试验结果相当吻合。     

多结构面控制边坡锚固动力简化分析

锚固是边坡支护中的一种重要方法,目前的理论模型大都不考虑地震过程中边坡的响应状态,在边坡锚杆的锚固抗震机理方面存在一定欠缺。本文基于边坡及锚杆在地震作用下力的传递过程分析,提出了一种边坡锚杆动力简化分析模型;利用锚杆荷载分布解析解,分析了不同响应地震动、围岩属性等参数对锚杆受力的影响,从理论上进一步阐述了锚杆的抗震锚固机理。得到了如下结论：岩体的弹性模量和泊松比不是锚杆锚固能力的关键性因素,软岩对硬岩同样可以起到锚固支护的效果;锚杆能够提高岩体的整体性和自稳能力,对多结构面控制岩石边坡,应混合使用贯穿长锚杆和单结构面锚杆的优化锚固方式。     

孔斜校正最佳方案的研究

本文运用赤平投影方法研究了孔斜校正最佳投影方向和最佳作图方法,从而提高了孔斜校正的精度和可靠性。     

对开都孔雀河流域水利工程深孔帷幕灌浆孔斜若干问题的探讨

在新疆开都孔雀河流域水利工程深孔帷幕灌浆钻孔施工中，孔斜控制具有重要意义。本文着重探讨开都孔雀河流域水利工程孔斜成因及其不良影响，介绍了孔斜的预防和处理措施，对保证钻孔方向的重要性提出了商榷性的建议。     

预应力锚索荷载传递与锚固效应计算

考虑岩体的损伤特性,根据剪切位移法,推导锚固段侧摩阻力沿锚固长度的非线性分布计算公式;结合该公式和Mindlin解,推导出锚固岩体影响范围内任一点的应力分布解析解,并以具体例子进行计算分析.研究结果表明:锚索在锚固段的应力分布主要集中在前端1/3处,比传统方法计算的结果更集中;为提高锚固的效果不能一味增加锚固段长度,而应增加有效的锚固面积或分散前端的集中应力;锚索的设计参数中,相邻锚索之间相互影响的最小距离应以正应力为标准进行控制,而锚固力则应以剪应力为标准进行控制;随着锚索拉力的增加,在锚固段应力影响范围增加较小,但应力集中程度增加较大,因此,锚索设计时不但要考虑锚索与锚固体的黏结强度,更要考虑锚固体与岩土体的黏结强度.     

深孔帷幕灌浆孔斜成因与处理的探索

在深孔帷幕灌浆钻孔施工中，孔斜控制具有重要意义。着重探讨孔斜威因及其不良影响，介绍了孔斜的预防和处理措施，对保证钻孔方向的重要性提出了商榷性的建议。     

甘肃德勒诺尔铁矿斜孔施工技术探讨

斜孔钻探是运用在金属固体勘探中,对于急倾斜矿体或地层自然倾斜严重的地层,技术上难以控制的矿区,为保证施工质量,设计时常常要求斜孔施工。斜孔钻探工艺不仅扩大了矿产储量、加快了勘探速度并节约了大量的钻探施工费用。解决了直孔无法达到的地质要求目的,而且还能深入到过去直孔无法深入的矿床禁区,能获得显著经济效益。     

风化岩体中压力型锚索锚固机理的研究

为了更加精确地研究风化岩体中压力型锚索的锚固机理,在理论分析的基础上对压力型锚索锚固段的应力状态进行了研究。分别在风化岩体中锚索锚固段随岩体弹性模量变化、锚栓孔半径变化及预应力荷载变化时的应力变化情况,得到了锚索孔内注浆体受到的压应力及锚索孔与围岩接触面上受到剪应力的分布规律。研究结果进一步丰富了锚索的锚固机理,为实际工程应用提供了理论依据。     

地下厂房防渗排水系统渗流特性的有限元分析

在求解无压渗流场结点虚流量法的基础上,结合可精细模拟密集排水孔复杂渗流水力行为的改进排水子结构技术,对某地下厂房厂区洞室群围岩区三维渗流场进行了有限元求解分析,着重研究了防渗排水系统中的帷幕和排水幕的渗流特性.研究表明,排水幕在排水通畅的前提下具有强大的排水能力,其排水孔间距在一定范围内变化对渗流场水头分布影响不明显.因此,可适当加大排水孔间距,以减少工程投资.     

基于结构面特征的优势组划分方法

以往的优势组划分方法都是以结构面的产状信息为基础,未考虑结构面力学特征及分组指标权重对优势组划分结果的影响,这样可能会导致分组结果不准确.因此,本文引入结构面特征分级法(CSPC)所定量评价的结构面的力学特征,提出基于结构面特征的优势组划分方法,采用可变模糊聚类迭代模型进行结构面的优势组划分.结果显示,结构面力学特征对结构面优势组划分的影响不能忽略.利用基于结构面特征的优势组划分方法可以预测出每组结构面的抗剪强度参数,为后续的块体稳定性分析奠定基础.     

岩质边坡楔形体最优锚固角的计算方法研究

以岩质边坡楔形体为研究对象,研究其最优锚固角的计算方法。将楔形体边坡的安全系数作为目标函数,将锚固力的方向角度作为优化变量;并结合楔形体的平衡方程、结构面的屈服条件、边界条件等约束条件,提出一套使安全系数最大化的楔形体最优锚固角的计算方法。这种计算方法可以准确、简便的计算得到楔形体的最优锚固角,具有概念明确、计算精度高等特点,方便工程技术人员对楔形体的加固进行优化设计,以达到安全、经济之目的。     

网格状带齿加筋的拉拔特性

在水平-竖向(horizontal-vertical,H-V)加筋体系基础上,提出网格状带齿加筋,并对网格状带齿有机玻璃材料进行拉拔试验研究.首先,对有机玻璃材料进行孔洞设置,并在合适的地方通过布置一定的齿筋来构成立体加筋材料;然后,对不同孔洞、不同齿筋高度的网格状带齿有机玻璃材料在多种法向应力情况下进行拉拔试验.试验...     

低透气性煤层CO2增透预裂技术应用

 针对低透气性煤层掘进过程中,瓦斯抽放难度高、掘进效率低等难点问题,提出应用CO₂增透预裂技术,提升煤层透气性系数与瓦斯抽放效率,提高工作面掘进效率。应用岩土力学模拟软件,模拟分析了煤层掘进过程中煤体破坏分布与应力分布状态。模拟结果表明:掘进过程中,巷道两帮破碎区域为距巷帮0~3m的范围,巷帮主要应力集中区域为距巷帮3~4m的区域,应力为18.0~18.9MPa。根据数值模拟结果,设计了煤层CO₂增透的预裂孔与抽放孔的详细参数,进行了现场验证。现场试验与效果分析表明:预裂前后钻场瓦斯抽采瓦斯纯流量提高了27%,瓦斯抽放浓度提高了1.7倍,可解吸瓦斯量由7.27降到4.30m³/t,掘进效率明显提高。     

结构异性煤体渗透率特性

 煤渗透率是研究瓦斯渗流特性及运移规律的关键参数, 而煤体结构各向异性导致渗透率具有明显的方向性。利用煤岩瓦斯渗流试验系统, 对不同变质程度煤样试件在面割理和端割理方向上, 进行不同瓦斯压力下的渗透率测试, 并根据等效驱替原理, 建立各向异性煤体渗透率的计算模型, 数值分析了煤体渗流的定向性特征。结果表明:在煤体面割理和端割理方向, 渗透率均随瓦斯压力增大成负指数减小;面割理方向的瓦斯渗透率与端割理方向相差可超过1 个量级, 且煤的变质程度越高, 差别越明显。随瓦斯压力增大, 煤的瓦斯渗流定向性系数峰值增大, 煤层瓦斯渗透定向性增强。在相同瓦斯压力下, 煤的变质程度越低, 煤层瓦斯渗透定向性越弱。     

一种稳态轴对称旋转质量黑洞的热辐射

存在一类稳态轴对称旋转质量黑洞，它的转动角速度与总角动量方向相反。有一个裸内禀奇点出现在一个极眯上，那里的温度不同于视界的其他部分，但并不为零或发散，而等于另一个有限值。     

具有不同倾角层状结构面岩体中隧道稳定性数值分析

通过引入细观层次的微元体,采用损伤力学和统计理论的单元本构模型,利用岩石破裂过程分析软件RFPA(realisticfailureprocessanalysis),对具有不同倾角层状软弱结构面岩体中隧道的变形破坏特征、隧道周边关键部位的位移进行了分析·结果表明,层状结构面倾角大小对围岩的破坏失稳模式有显著的影响·随结构面倾角的增大,隧道周边应力分布的非对称性逐渐增强,从而造成了破坏模式的非对称性·结构面倾角增大对边墙的受力有不利影响·这对于进一步深入理解具有软弱结构面中隧道破坏失稳机理并采取有效的加固措施等具有理论和实践意义·     

空洞探测的代数模型

构造出一个测定空洞位置的代数模型,并以矩阵形式来确定存在的空洞路径,然后由路径的交点来确定空洞的位置．     

山岭隧道地下水渗流及加固参数的解析研究

为研究山岭隧道渗流压力、渗流量以及加固参数对渗流的影响,假定圆形隧道周围存在各向同性的径向稳定渗流场,推导了地下水渗透压力分布规律及渗流量公式.实例分析表明,渗透压力的分布具有非线性特征,在排水情况下设置围岩加固圈和初期支护可明显减少作用在衬砌上的渗透压力及地下水排放量.运用文中公式计算的毛洞渗流量比较接近相关资料提供的实际涌水量,说明文中方法对预测类似隧道涌水量具有一定的参考价值.另外,由加固参数与水压力及渗流量的相关性分析可知,随着加固圈渗透系数的减小及厚度的增加,二次衬砌上的渗流压力和渗流量一开始急剧减小,当加固参数达到一定界限值时,地下水渗流压力及渗流量基本保持不变.