深埋隧道长短锚杆锚固围岩破坏模型试验

为研究长短锚杆对深埋隧道软弱围岩锚固效果的影响,通过室内相似模型试验,开展隧道开挖后围岩的加载破坏试验,对比分析3种工况下(无锚、短锚和长锚)围岩破坏、变形和应力变化规律。结果表明：加载开挖隧道后的围岩,其破坏顺序表现为边墙和拱腰依次剪切破坏,最后拱顶塌陷;锚固后的围岩拱顶由于锚杆的锚固作用形成了“加强梁”的作用,使拱顶承受的最大沉降及其破坏荷载显著增加;锚杆的长度需要穿过拱顶塑性松动区,若锚杆长度不足以锚固整个塑性松动区,被锚固的围岩与上部未被锚固的围岩之间存在“分层”现象。根据锚固围岩强度均一化理论得到,短锚杆主要是增加浅层洞壁处围岩的有效支护力,从而提高了洞壁处围岩强度,长锚杆主要是调节深部围岩弹性区应力状态,长短锚杆组合使用可有效调节围岩应力状态。     

武夷隧道开挖与支护中围岩塑性区发展的有限元数值分析

随着我国铁路隧道开挖向长大型方向的发展,其隧道结构的稳定性问题成为设计和施工的关键性问题。文章选取京福铁路武夷隧道为研究对象,采用有限元数值分析法,对隧道在无支护、初次支护和二次支护三个不同阶段中的围岩塑性区动态分布发展变化过程进行了深入研究。     

隧道深层围岩承载力初探

通过宝兰二线新东岗镇隧道施工 ,进一步分析了隧道围岩与支护结构之间的相互作用关系 ,探讨了调动隧道深层围岩承载力 ,使之成为隧道结构稳定的主要部分     

基于GPR的巷道围岩空区探测及支护设计

为确保地下矿山掘进巷道围岩稳定性,发现前方不良地质体,采用地质雷达对掘进巷道围岩及底板进行空区探测,并对巷道围岩进行不同地应力作用下的稳定性分析,对不同长度锚杆加固后的锚杆轴力进行对比。结果表明:雷达探测的两个区域均出现不同深度的振幅较强反射区;1.5m锚杆支护作用下围岩最大位移量分别减少39.3%和10.0%,X-有效应力分别增加42.8%和37.5%;1.5m和1.8m锚杆支护时轴力变化基本相同。根据同相轴的连续性对异常区进行判断,异常信号为充填不密实区及空洞,采用锚杆锚网喷浆支护。可以为类似矿山巷道围岩稳定性及支护提供借鉴意义。     

浅谈隧道围岩支护结构的稳定性

隧道围岩支护系统是隧道工程施工中的一个重点。状况进行了较为详细的阐述。     

不稳定围岩巷道锚杆支护的参数设计

应用结构力学、材料力学理论,证明结合拱的最大弯矩发生在拱顶处,推导出承载拱厚度的计算式,从而建立了不稳定围岩巷道锚杆支护参数设计组合拱计算的理论模型。该模型在东海矿开拓巷道的锚杆支护设计中进行了应用和验证。     

关于煤矿围岩锚杆组合支护的技术分析

进行锚杆支护参数设计时,要以充分发挥围岩自身稳定能力为目的,就是阻止顶板岩体的进一步松散、保持锚杆固组合内部及锚杆组合之间岩块的整体性、提高顶板岩层的承载能力与自稳性。     

锚杆支护下深埋圆形洞室塑性区半径的近似解

基于无支护条件下深埋圆形洞室塑性区半径的经典求解公式,导出了塑性区半径与围岩单轴抗压强度和黏聚力之间的关系式,进行了围岩体内摩擦角和黏结强度对塑性区半径的影响敏感性对比分析,得出黏聚力对塑性区半径的影响比内摩擦角对其影响敏感性强。基于国内外学者对黏结式锚杆加固机理研究成果,导出了深埋圆形洞室锚杆支护条件下塑性区半径的近似计算公式,通过具体算例进行分析,结果表明:开挖半径一定情况下,锚杆支护下深埋圆形洞室的塑性区半径的大小不仅跟岩石本身特性有关,而且跟锚杆的规格、力学性能及布置情况都存在关系。     

公路隧道Ⅲ级围岩初期支护的可靠性分析

采用有限元法建立模型,分析复杂地质条件的马鞍子梁公路特长隧道。依据岩性和初期支护参数,计算锚杆抗拉力系数、围岩抗压力系数、喷层混凝土受力系数及结构安全系数,结果表明,初期支护的结构可靠度系数为1.19,达到稳定性要求,可获得稳定的整体结构。     

锚注支护巷道围岩变形的粘弹性分析

锚注支护是一项维护围岩稳定的新技术.根据锚注支护机理,将注浆锚杆简化为作用于圈岩的一种体积力,并将注浆作用看作为对围岩力学性能的改善,从而建立了锚注支护计算的力学模型.依据围岩流变特性的试验结果,选择了一个合适的流变模型.最后应用粘弹性理论,分析了对具有流变特性围岩,锚注支护在维护其稳定性方面的作用.计算结果表明,锚注支护对维护流变性围岩稳定的效果显著.     

矿井围岩与支护系统复杂性研究

为研究围岩与支护技术问题,对近十年来相关研究工作进行了系统分析,发现围岩与支护是相互作用、相互制约的一个复杂非线性系统。利用力学与非线性系统理论建立了围岩与支护系统的耗散结构模型,论述了围岩熵产生与支护熵流的相互关系。根据信息熵的原理建立了矿井支护可靠熵模型,并与结构可靠性进行对比分析。最后提出深部巷道断面优化设计,降低巷道底角的非线性应力集中状态,实际应用中使巷道底鼓量减少20%以上。     

矿井巷道围岩与支护系统稳定性的耗散结构

巷道围岩压力与支护能力是一个相互作用与反作用的关系,两者之间必须协调才能取得较好支护效果.将巷道围岩与支护看作是一个复杂系统,利用耗散结构理论分析和研究围岩与支护系统的稳定性,分析了巷道围岩与支架之间的相关性,得出围岩支护的稳定性与支架的支撑能力和围岩的适应性关系.     

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.     

软弱围岩下浅埋隧道稳定性的能量分析

基于能量的角度,采用极限分析理论中的上限定理对软弱围岩下浅埋隧道的稳定性进行分析,得到了围岩压力的理论公式。研究表明:埋深、土体容重越大及黏聚力、内摩擦角越小,浅埋隧道的围岩压力越大,破坏范围也越大;当埋深较大、围岩较好时,浅埋隧道由于自稳能力有可能不会发生破坏,而对于比较差的围岩,在施工过程中应采取更为安全可靠的支护措施,以防止发生垮塌破坏。     

软岩工程支护的双层SVM的智能设计方法

将一种机器学习算法--支持向量机引入到软岩工程支护设计领域,并根据问题需要提出了一种支持向量机回归算法且编制了相应的计算程序.工程算例证明,这种算法在学习样本数量很少的情况下就可以得到很高的预测精度,且具有推广性能好的优点,避免了人工神经元由于存在过学习问题而带来的网络参数难以确定的弊病,为类似工程的支护设计提供了一种新的途径.     

煤层巷道锚杆支护稳定性数值模拟研究

锚杆支护的作用在于加大巷道围岩的围压,从而提高围岩的强度而保持其稳定性。我国大多数矿井进行锚杆支护设计多以经验方法为主,具有一定的局限性,很难满足生产上的要求。本文采用FEM和BEM耦合算法,对木城润煤矿540203工作面顺槽、切巷和 570二石门三槽煤巷、切巷两种条件下锚杆支护试验巷道的围岩应力、变形及破坏规律进行的数值模拟研究,分析了锚杆支护巷道应力变化及可能发生的力学效应,为合理进行锚杆支护设计提供了依据。     

基于动态围岩分类的高速公路隧道围岩稳定性评价方法

针对高速公路隧道工程施工的特点,基于动态化的围岩分类,采用多种方法对隧道围岩进行地质跟踪调查与预测.通过综合分析和优化处理上述信息,从而对公路隧道动态稳定性进行评价,为高速路隧道工程稳定状况的评判提供了一种简单易行的方法.     

高应力软岩巷道支护有限差分法

针对鸡西市荣华煤矿东主运输巷道软岩支护问题,结合X射线衍射分析结果和巷道变形监测结果,采用有限差分法,分析荣华煤矿巷道在不同的支护形式下的应力场分布及塑性区体积,优化筛选出较为合理的支护方式.计算结果表明,采用预应力全锚索支护技术可以有效地将围岩应力转移到岩层深部,降低喷层单元的切向应力.锚索与周围岩体相互作用,起到"组合梁"与"组合拱"作用,使得围岩塑性区体积与巷道底板位移量明显减小.     

硬岩巷道快速施工关键技术及其施工工艺研究

东欢坨矿硬岩巷道施工缓慢,严重影响矿井生产。本文利用理论研究、实验测定等方法和手段对东欢坨矿硬岩石门巷道的围岩物理性质进行了细致、系统性的实验和研究。以"新奥法"为主要依据和基础,设计提出了硬岩石门巷道快速施工工艺和技术,提高了巷道掘进速度,对深部煤炭开采有重要意义。