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基于Apriori算法的盘江矿区煤与瓦斯突出特征研究

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煤矿安全 2024年第7期 1-8页

作者：周侃杨宏民关金锋司中应贵州师范大学材料与建筑工程学院贵州师范大学贵州应急管理学院河南理工大学安全科学与工程学院煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心贵州工程应用技术学院矿业工程学院盘州市能源局

为揭示盘江矿区煤与瓦斯突出灾害发生规律，提高瓦斯防治工作的针对性，根据Apriori算法规则的原理和方法，对盘江矿区37起煤与瓦斯突出事故点的瓦斯地质参数进行了统计分析，以最小支持度为40%、最小置信度为75%的二项关联规则基准开... 详细信息

为揭示盘江矿区煤与瓦斯突出灾害发生规律，提高瓦斯防治工作的针对性，根据Apriori算法规则的原理和方法，对盘江矿区37起煤与瓦斯突出事故点的瓦斯地质参数进行了统计分析，以最小支持度为40%、最小置信度为75%的二项关联规则基准开展了数据挖掘试验。结果表明：煤层瓦斯压力1～2 MPa与埋深200～400 m、煤厚2～4 m与煤的瓦斯放散初速度≥15mmHg、煤厚2～4 m与煤厚变异系数≤0.2、泥岩厚度≤5 m与围岩强度系数≥2，是具有强关联特征的参数组合类型，盘江矿区发生煤与瓦斯突出地点都呈现浅埋深、高瓦斯压力、厚煤层和围岩强度大的典型特征；在特殊的山地浅埋深条件下（200～400 m），煤层原始地应力往往不大，高瓦斯压力是煤与瓦斯突出的主要影响因素，煤层瓦斯压力普遍达到1～2 MPa；煤厚增大、瓦斯放散初速度高反映出煤体结构受到过强烈破坏，局部发育具有煤与瓦斯突出倾向的构造煤，煤厚变异系数小预示煤层遭受的破坏形式不以煤层局部变异为特征，可能存在以分层构造煤特征的煤体结构破坏的形式；在煤层的顶底板砂岩等强岩层普遍较厚的情况下，煤层高强度砂岩顶板在开采扰动下产生的动载荷条件，叠加形成了煤与瓦斯突出发生强应力场条件；高瓦斯压力、构造煤与顶板围岩特性是影响盘江矿区煤与瓦斯突出的主要因素，在煤矿开采过程中，应以瓦斯压力作为主导参数指标，并重视结合构造煤、顶板岩性的特征来开展煤层突出预测与治理工作。

关键词：煤与瓦斯突出 Apriori算法瓦斯压力构造煤围岩特性

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寒区隧道温度场分布规律及围岩特性影响

现代隧道技术 2016年第6期53卷 67-72页

作者：孙克国徐雨平仇文革郑强西南交通大学土木工程学院交通隧道工程教育部重点实验室成都610031

寒区隧道冻害问题时有发生,深入研究温度场分布规律及围岩特性对其的影响对解决冻害问题至关重要。文章依托辽宁省某寒区公路隧道,采用理论分析、数值计算等手段对热-流-固耦合作用下的寒区隧道温度场进行研究,得出了隧道纵断面和横断... 详细信息

寒区隧道冻害问题时有发生,深入研究温度场分布规律及围岩特性对其的影响对解决冻害问题至关重要。文章依托辽宁省某寒区公路隧道,采用理论分析、数值计算等手段对热-流-固耦合作用下的寒区隧道温度场进行研究,得出了隧道纵断面和横断面的温度场分布规律,分析了围岩初始地温和导热系数对寒区隧道温度场的影响规律。研究发现,初始地温越高、导热系数越小,越有利于负温气流影响下的寒区隧道抗防冻工作,可为后续类似工程的抗防冻设计提供借鉴和指导。

关键词：寒区隧道温度场围岩特性热-流-固耦合

围岩特性与衬砌厚度对隧洞衬砌混凝土温度应力的影响

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长江科学院院报 2016年第3期33卷 132-136页

作者：李俊方朝阳雅砻江流域水电开发有限公司成都610061 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

为探明围岩特性与衬砌厚度对衬砌混凝土温度应力的影响,从而制定合理的温控标准,提出了技术可行、经济合理的温控措施,确保了白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土具有较高的抗裂安全性。根据白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土的结构和材料特性以... 详细信息

为探明围岩特性与衬砌厚度对衬砌混凝土温度应力的影响,从而制定合理的温控标准,提出了技术可行、经济合理的温控措施,确保了白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土具有较高的抗裂安全性。根据白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土的结构和材料特性以及边界条件,利用ANSYS对衬砌施工过程中的温度场和应力场进行三维计算。结果表明:衬砌厚度越大,混凝土温度越高,最高温度出现时间越晚;围岩强度越高,衬砌厚度越大,产生的拉应力就越大;而围岩强度越差,衬砌厚度越大,对应的拉应力相对较小。围岩特性与衬砌厚度共同影响着衬砌混凝土温度和温度应力变化趋势,因此,为确保混凝土抗裂安全性,对不同围岩特性的地段应选择不同的衬砌厚度。研究结果可供类似工程参考。

关键词：泄洪洞衬砌混凝土围岩特性衬砌厚度温度场温度应力

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隧道原位单侧扩挖围岩力学特性解析分析

地下空间与工程学报 2018年第6期14卷 1458-1465页

作者：杨宾林从谋张在晨殷榕鹏温智捷华侨大学岩土工程研究所福建厦门361021 福建省隧道与地下空间工程研究中心福建厦门361021 北京迈达斯技术有限公司北京100044

为通过解析计算分析隧道单侧扩挖围岩力学特性的特点,考虑到围岩支护对隧道围岩的稳定起到重要作用,针对已有的隧道围岩力学解析解,在考虑支护反力作用的情况下,结合Schwarz交替法进行求解,提出了隧道原位扩挖围岩力学特性计算的解析算... 详细信息

为通过解析计算分析隧道单侧扩挖围岩力学特性的特点,考虑到围岩支护对隧道围岩的稳定起到重要作用,针对已有的隧道围岩力学解析解,在考虑支护反力作用的情况下,结合Schwarz交替法进行求解,提出了隧道原位扩挖围岩力学特性计算的解析算法。经大帽山隧道原位扩挖工程的围岩变形监测数据与abaqus数值模拟验证,结果表明:在考虑支护情况下隧道原位扩挖Schwarz交替法能得到较精确的围岩力学性质,该方法有较好的适用性。随着扩挖宽的的增加其围岩特性如下:(1)在相切处即原隧道在开挖施工部分应力值变化较大,扩挖部分的环向应力在拱顶处有拉应力产生。(2)原隧道竖向,水平位移值变化较小,较稳定。扩挖部分的竖向位移有增大趋势,水平位移有收敛趋势。(3)相较于无支护的情况,有支护力作用下,隧道扩挖水平位移变形趋向于稳定,竖向位移变化较小。

关键词：隧道原位扩挖交替法支护力围岩特性

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公路隧道初期支护结构与围岩特性分析

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2011年第2期35卷 219-222页

作者：李之达黄彬王花平张琼武武汉理工大学交通学院武汉430063

以湖北某高速公路隧道为工程背景,针对IV级围岩,利用有限元程序,通过数值模拟的方式,分析了采用台阶开挖和环形开挖时初期支护结构的变形和应力特征,结果表明:采用环形法所产生的应力和位移总体较台阶法小,从安全的角度考虑,环形开挖较... 详细信息

以湖北某高速公路隧道为工程背景,针对IV级围岩,利用有限元程序,通过数值模拟的方式,分析了采用台阶开挖和环形开挖时初期支护结构的变形和应力特征,结果表明:采用环形法所产生的应力和位移总体较台阶法小,从安全的角度考虑,环形开挖较好.此外,在初期支护后,应该对隧道的局部位置进行加强处理,以免出现初期支护的局部破损、降低其整体性.

关键词：公路隧道初期支护围岩特性变形应力分析

基于Mohr-Coulomb强度准则的锚杆支护效应研究

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路基工程 2024年第3期 47-53页

作者：王怀健崔乃育金宇轩石云冈谭鑫中交建筑集团有限公司北京100088 湖南省交通科学研究院有限公司长沙410005 湖南大学土木工程学院长沙410082

从围岩与锚杆相互作用的力学特性出发,基于围岩增强理论,采用数值模拟手段,探究锚杆支护作用下隧道开挖后围岩的力学特性,得到围岩特性曲线(GRC曲线)。通过对比各种锚杆支护参数下与未支护状态下围岩特性曲线的差异,建立锚杆密度与围岩... 详细信息

从围岩与锚杆相互作用的力学特性出发,基于围岩增强理论,采用数值模拟手段,探究锚杆支护作用下隧道开挖后围岩的力学特性,得到围岩特性曲线(GRC曲线)。通过对比各种锚杆支护参数下与未支护状态下围岩特性曲线的差异,建立锚杆密度与围岩收敛降低比例之间的关系。结果表明:锚杆对围岩收敛的限制作用显著,能很好地控制围岩变形,且锚杆密度越大,支护效果越明显,但当锚杆密度大于3时,收敛限制效果开始减弱;锚杆对围岩收敛的约束作用存在极限值,锚杆密度与收敛减低比例之间满足二次函数关系,Ⅳ级围岩限制比例极限为40.9%,Ⅴ级围岩限制比例极限为33.8%;锚杆支护对围岩收敛的约束作用与围岩性质有关,Ⅳ级围岩的约束效果显著优于Ⅴ级围岩。

关键词：隧道锚杆围岩特性收敛-约束法支护效应锚杆密度数值模拟

大地电磁法在西南复杂山区岩溶隧道中的应用——以汉广高速天星隧道为例

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技术与市场 2024年第4期31卷 78-81页

作者：熊坤田文丰陈彬四川省交通勘察设计研究院有限公司四川成都610017

目前大地电磁法在复杂山区隧道中应用较为广泛,是预判隧道围岩特性、构造、富水性和地下岩溶空间的重要方法。以汉广高速天星隧道为例,在分析基本工程地质条件的基础上,采用大地电磁法(EH-4)在隧道上方地面中线进行勘察,根据物探试验成... 详细信息

目前大地电磁法在复杂山区隧道中应用较为广泛,是预判隧道围岩特性、构造、富水性和地下岩溶空间的重要方法。以汉广高速天星隧道为例,在分析基本工程地质条件的基础上,采用大地电磁法(EH-4)在隧道上方地面中线进行勘察,根据物探试验成果,对地质断面进行修正,确定隧道沿线可能存在的岩溶、富水带、构造位置及软弱岩层等不良地质分布区段的具体范围,为隧道风险性评价提供可靠依据。

关键词：大地电磁围岩特性富水性软弱岩层隧道

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施工期的高跨型隧道支护受力特性及状态监测

交通世界 2024年第11期 167-169页

作者：许建丽张家口路桥建设集团有限公司河北张家口075000

在铁路隧道施工中,围岩与支护结构的相互作用对施工安全至关重要。鉴于此,首先对围岩与支护结构的受力特性进行了深入分析,并在确保受力均衡与能量守恒的原则指导下,设计了一套支护方案及监测计划。结果表明:初期支护结构下的上中下收... 详细信息

在铁路隧道施工中,围岩与支护结构的相互作用对施工安全至关重要。鉴于此,首先对围岩与支护结构的受力特性进行了深入分析,并在确保受力均衡与能量守恒的原则指导下,设计了一套支护方案及监测计划。结果表明:初期支护结构下的上中下收敛最高累计形变量分别达到235.5mm、363.9mm和86.7mm;二衬结构中最高达到14.23MPa的形变压力;设计监测方案可以监测出围岩支护结构的形变状态,有助于验证支护设计是否符合预期的工程目标,并为相关的隧道工程提供经验和参考。

关键词：高跨型隧道支护结构受力分析状态监测围岩特性

富水玄武岩隧洞围岩渗流力学特性及处置技术研究

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富水玄武岩隧洞围岩渗流力学特性及处置技术研究

作者：刘琦重庆交通大学

学位级别：硕士

玄武岩是一种基性喷出岩,其具有孔隙率大、节理发育的特点,因此对玄武岩隧洞围岩进行渗流及应力应变特性和支护结构受力特性展开研究,有利于分析富水玄武岩隧洞结构稳定性。本文以海南某玄武岩引水隧洞为工程背景,主要研究内容和结论如... 详细信息

玄武岩是一种基性喷出岩,其具有孔隙率大、节理发育的特点,因此对玄武岩隧洞围岩进行渗流及应力应变特性和支护结构受力特性展开研究,有利于分析富水玄武岩隧洞结构稳定性。本文以海南某玄武岩引水隧洞为工程背景,主要研究内容和结论如下:(1)基于径向剪应力准则,推导了岩石发生压剪破坏时的临界水压计算公式;研究了地下水渗流场与围岩应力场的相互作用原理,得出水位、埋深和岩石风化程度是隧洞应力场与渗流场相互影响时的主要控制因素。(2)利用有限元软件建立数值模型,分析不同埋深、水位和风化程度下玄武岩隧洞围岩渗流、应力、应变和支护结构受力特点。水位增加,引起围岩渗流量、拉伸应变、压应力和拱顶拉应力增加,易导致拱顶喷射混凝土开裂;埋深增加,导致围岩变形值、最大主应变值和锚杆拉应力值增加,而埋深减少易导致隧洞拱顶喷射混凝土被拉裂;隧洞围岩风化程度越高,围岩最大主应变值、变形及支护受力越大;全风化玄武岩隧洞围岩渗流量最高,地下水对其围岩变形影响明显,当注浆后的渗透系数为原始围岩渗透系数的10%,其渗流量和拱顶变形明显减小。(3)建立数值模型,分析了复杂地质条件下玄武岩隧洞围岩渗流、应力、位移和支护结构受力特性。向下掘进过程中,由于隧洞高跨比增加,隧洞拱腰会出现严重变形,施加横撑后能有效限制其变形;向下掘进的越深,拱顶沉降越大,而底板隆起变化不大;现场实测拱腰收敛速率呈近似周期性变化,主要因为围岩变形存在积蓄和释放能量过程。(4)由于工法转换处掌子面高度增加,其背后水压力增加,易发生掌子面坍塌;工法转换完成后,渗流场发生改变,围岩渗流量减少,玄武岩残积土的止水性发挥作用;工法转换处上方土体会出现约72.3kPa的拉应力,若对该土体加固不充分,可能造成闭门式塌方。(5)对比分析了全风化玄武岩、弱风化玄武岩和玄武岩残积土(玄武岩彻底风化后的残余)隧洞的渗水特征及其对施工的影响;根据玄武岩隧洞的渗水特征,阐述了玄武岩隧洞渗水治理流程;从现场掌子面观察和超前物探,分析了突泥前征兆及突泥过程;分析了引起玄武岩隧洞突泥的主要成因,以超前地质预报为核心,从地质信息获取,再到现场观察突泥发生的可能性,建立了突泥预警流程,从掌子面加固、安全清淤距离、超前支护和地层加固几个方面,提出了突泥预防及治理措施。

关键词：玄武岩隧洞数值模拟围岩特性施工处置