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深部巷道围岩承载结构的数值分析

岩土工程学报 2006年第3期28卷 377-381页

作者：李树清王卫军潘长良湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

围岩承载结构的稳定是深部巷道支护成功的关键。应用岩石峰后应变软化本构模型对深部巷道进行数值模拟研究,分析了深部巷道与浅部巷道围岩承载结构的差别,探讨了支护阻力对深部巷道围岩承载结构的影响。研究结果表明:深部巷道围岩中存... 详细信息

围岩承载结构的稳定是深部巷道支护成功的关键。应用岩石峰后应变软化本构模型对深部巷道进行数值模拟研究,分析了深部巷道与浅部巷道围岩承载结构的差别,探讨了支护阻力对深部巷道围岩承载结构的影响。研究结果表明:深部巷道围岩中存在围岩强度强、弱软化区域交替出现的现象;而提高支护阻力可以缩小围岩强度软化区域范围,减小围岩强度软化程度,改善巷道围岩应力分布状况。得出了支护阻力通过控制围岩强度软化,提高围岩自承能力,实现深部巷道围岩承载结构稳定的目的的结论。

关键词：深部巷道承载结构应变软化数值分析

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软岩巷道开挖面承载结构研究及分层支护设计

地下空间与工程学报 2019年第2期15卷 489-504页

作者：彭瑞赵启峰朱建明欧阳振华石建军华北科技学院安全工程学院北京101601

通过研究深部软岩巷道开挖面围岩力学承载结构的形成机理和演化规律,指导巷道结构性失稳支护工艺设计。基于软岩力学模型和统一强度准则,考虑"开挖面效应、时间效应",推导围岩弹塑性解。在算例分析中,建立围岩力学承载结构,提出围岩结... 详细信息

通过研究深部软岩巷道开挖面围岩力学承载结构的形成机理和演化规律,指导巷道结构性失稳支护工艺设计。基于软岩力学模型和统一强度准则,考虑"开挖面效应、时间效应",推导围岩弹塑性解。在算例分析中,建立围岩力学承载结构,提出围岩结构性失稳的梯次支护的原理,发现围岩力学承载结构对巷道破坏特征有一定影响,并分析"面效应、时间效应"影响下的围岩力学承载结构稳定性。据此设计"短锚杆全长注浆端头锚注短锚索"梯次支护方法;经数值计算,可知改进后的梯次支护能够确定合理的锚注有效范围,该支护能使围岩形成稳定的承载结构,并及时减小围岩松动圈范围。

关键词：软岩承载结构分层支护

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巷道开挖面抗剪承载结构形成和蠕变规律研究

地下空间与工程学报 2020年第2期16卷 493-501页

作者：彭瑞欧阳振华朱建明赵启峰刘金海华北科技学院深部动力灾害防控研究所北京101601 华北科技学院安全工程学院北京101601

为掌握深部软岩巷道应力承载结构的形成机理和发生剪切蠕变失效规律,通过研究巷道抗剪力学承载结构划分方法和形成特征,掌握该承载结构的空间效应和蠕变效应。以开挖面附近围岩为研究对象,利用工程实测开挖面附近不同区段围岩应力场和... 详细信息

为掌握深部软岩巷道应力承载结构的形成机理和发生剪切蠕变失效规律,通过研究巷道抗剪力学承载结构划分方法和形成特征,掌握该承载结构的空间效应和蠕变效应。以开挖面附近围岩为研究对象,利用工程实测开挖面附近不同区段围岩应力场和裂隙场分布规律,探讨空间效应影响下围岩抗剪承载结构形成机制;通过理论分析方法,基于统一强度准则和岩石三线段力学模型,获得开挖后软岩巷道次生应力场、位移场的定量解析式,推导"弹塑性"位移释放后围岩蠕变定量解析解。由算例结果可知,不同区段围岩承载结构演化规律受空间效应影响较大。最后,根据围岩抗剪承载结构蠕变失效特征,提出动态补强支护方案。

关键词：软岩巷道开挖面剪应力承载结构蠕变效应

高速动力车承载结构疲劳强度分析的工程方法研究

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中国铁道科学 2007年第3期28卷 131-133页

作者：米彩盈李芾西南交通大学机械工程学院四川成都610031

根据高速动力车的特点，从承载结构轻量化设计、结构设计动力优化、疲劳强度评定的工程方法和复合弹簧悬挂系统横向刚度及稳定性评定方面，研究高速动力车承载结构疲劳强度分析的工程方法。

关键词：高速列车动力车承载结构疲劳强度高圆簧弹性体动力学动态刚度

超埋深高应力复杂地层巷道围岩损伤分区与承载结构特征研究

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金属矿山 2023年第8期 171-180页

作者：雷显权刘福春严庆文张帅帅郭奇峰王勇兵汪小东长沙有色冶金设计研究院有限公司湖南长沙410019 深井矿山安全高效开采技术湖南省工程研究中心湖南长沙410019 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 云南驰宏锌锗股份有限公司会泽矿业分公司云南曲靖654200 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

巷道围岩损伤分区与承载结构是巷道岩层控制与支护设计的重要依据。以云南某深井开采矿山1 500m埋深巷道为例,采用弹塑性理论分析、松动圈测试和数值模拟相结合的方法,研究了不同地层巷道围岩的损伤分区和承载结构特征,分析了不同围岩... 详细信息

巷道围岩损伤分区与承载结构是巷道岩层控制与支护设计的重要依据。以云南某深井开采矿山1 500m埋深巷道为例,采用弹塑性理论分析、松动圈测试和数值模拟相结合的方法,研究了不同地层巷道围岩的损伤分区和承载结构特征,分析了不同围岩承载结构的差异及其与巷道稳定性的关系。结果显示:(1)巷道围岩松动圈深度范围为0.9~1.9 m,平均为1.38 m;灯影组、宰格组、大塘组和摆佐组松动圈平均深度分别为1.7 m、1.15 m、1.17 m和1.5 m。(2)数值模拟揭示巷道围岩破碎区深度范围为0.92~1.63 m,平均为1.20 m;塑性区深度范围为1.48~2.50m,平均为1.87 m;不同地层围岩损伤区深度由大到小排序为灯影组>栖霞—茅口组>宰格组>大塘组>摆佐组。(3)不同地层围岩承载区厚度差别不大,但承载区深度存在明显差异;关键承载区厚度范围为1.09~1.34 m,平均为1.28m;关键承载区的内边界深度范围为1.22~2.18 m,平均为1.58 m;不同地层围岩关键承载区深度由大到小排序为灯影组>栖霞—茅口组>宰格组>大塘组>摆佐组。研究表明:在巷道规格及所处环境相同条件下,岩体强度是影响围岩承载结构和巷道稳定性的最主要因素;岩体强度越大,承载区深度越小,损伤区深度越浅,围岩变形量越小,巷道越稳定;对于锚杆支护,锚杆有效长度等于围岩关键承载区的内边界深度是比较合理的取值。

关键词：深井开采巷道支护围岩控制承载结构松动圈高应力

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基于岩体质量等级的巷道围岩承载结构分析

金属矿山 2022年第8期51卷 63-68页

作者：王玺刘焕新刘震郭奇峰张杰马驰山东黄金集团深井开采实验室山东莱州261442 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

针对深部开采下巷道稳定性问题,以某铅锌矿568 m水平中段巷道为工程背景,通过支撑结构理论计算模型,结合FLAC3D数值模拟实验,揭示不同岩体质量等级下巷道承载结构分布特征,分析岩体质量等级对各承载结构区域下最大、最小主应力分布及塑... 详细信息

针对深部开采下巷道稳定性问题,以某铅锌矿568 m水平中段巷道为工程背景,通过支撑结构理论计算模型,结合FLAC3D数值模拟实验,揭示不同岩体质量等级下巷道承载结构分布特征,分析岩体质量等级对各承载结构区域下最大、最小主应力分布及塑性破坏特征的影响。研究发现:(1)岩体质量等级每提高一级,浅、深和关键支撑层厚度分别平均增加0.43、0.65、0.21 m,该矿深部巷道的浅、深和关键支撑层厚度分别在0.42~0.85、2.31~3.08、0.46~1.02 m之间;(2)随着岩体质量等级的增加,各支撑层内最大、最小主应力值呈增加趋势,不同区域内应力分布具有明显的差异性;(3)关键支撑层外边界到巷道边界之间的围岩会发生塑性破坏;围岩强度较低时,浅部支撑层内巷道底板及拱角容易出现拉伸破坏,这导致部分巷道出现底角破碎、两帮岩体沿节理面破坏的现象。岩体质量等级越高,关键支撑层离巷道越远,塑性破坏范围越大。

关键词：围岩稳定性承载结构岩体质量等级数值模拟

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锚喷支护巷道围岩承载结构研究

矿业安全与环保 2010年第3期37卷 38-40,43页

作者：郭军杰孙光中河南工程学院安全工程系河南郑州451191

以郭庄矿三水平回采巷道应用情况为例,首先采用金属工字钢进行支护,巷道变形量大,难于维护,支护效果差,不能满足实际需要。为了提高围岩的承载能力,采用锚喷支护进行了实验性的研究,取得了较好的支护效果。结合大量的实践数据,采用FLAC3... 详细信息

以郭庄矿三水平回采巷道应用情况为例,首先采用金属工字钢进行支护,巷道变形量大,难于维护,支护效果差,不能满足实际需要。为了提高围岩的承载能力,采用锚喷支护进行了实验性的研究,取得了较好的支护效果。结合大量的实践数据,采用FLAC3D数值分析软件,从监测点的收敛变形、垂直方向的应力、水平方向的应力等方面比较说明了锚喷支护优越于料石砌碹支护,从实测结果来看锚喷支护技术能有效解决大变形巷道围岩难支护的技术问题,使巷道在变形过程中趋于稳定,形成稳定的承载结构。

关键词：巷道围岩大变形锚喷支护数值分析承载结构

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条带充填开采覆岩承载结构及地表变形研究

煤矿安全 2016年第5期47卷 73-76页

作者：孙光中荆永滨王公忠徐星河南工程学院安全工程学院河南郑州451191 河南省煤矿安全重点实验室培养基地河南郑州451191

针对条带充填开采上覆岩层承载结构及地表的变形规律,通过FLAC^(3D)数值模拟及现场实测进行了相应研究。结果表明:单一条带充填体不能够形成承载结构,覆岩的塑性体承载结构为相邻充填体相互作用而形成的,承载体间隔步距变化特征与覆岩... 详细信息

针对条带充填开采上覆岩层承载结构及地表的变形规律,通过FLAC^(3D)数值模拟及现场实测进行了相应研究。结果表明:单一条带充填体不能够形成承载结构,覆岩的塑性体承载结构为相邻充填体相互作用而形成的,承载体间隔步距变化特征与覆岩中关键层有关;完全采动影响下,条带充填开采与未充填相比地表位移减小了65%,覆岩最大位移减小了35%,条带充填开采最大地表下沉量仅为未充填开采地表最大下沉量的26.8%;实测结果与数值模拟结果相近,条带充填能够有效的控制地表变形,地面变形等级为Ⅰ级别。

关键词： FLAC3D 承载结构地表变形条带充填关键层

煤矿井巷围岩控制机理与整体承载结构研究与应用

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煤炭技术 2015年第4期34卷 66-68页

作者：郭春生平顶山天安煤业股份有限公司开拓处河南平顶山467000

分析了巷道围岩破坏及其成因,阐述了巷道围岩控制机理,提出了巷道围岩整体承载结构和结构单元新概念,形成了整体承载结构控制技术,并成功用于现场实践,对巷道围岩变形控制效果显著。

关键词：围岩应力整体控制承载结构结构单元围岩控制