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大变形巷道限阻耗能型支护结构研究

矿业安全与环保 2024年第2期51卷 118-126页

作者：郑群余国锋仇文革陈昊喆刘洋淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232001 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南232001 成都天佑智隧科技有限公司四川成都610031

为了解决深部煤矿开采过程中所遇到的“高地应力、大变形、支护结构破坏”等问题,以朱集东矿东部辅助轨道大巷为工程背景,采用变形监测与数值模拟的方法研究深井软岩巷道围岩变形特征规律;依据围岩耗能支护理念,设计出控制巷道围岩能量... 详细信息

为了解决深部煤矿开采过程中所遇到的“高地应力、大变形、支护结构破坏”等问题,以朱集东矿东部辅助轨道大巷为工程背景,采用变形监测与数值模拟的方法研究深井软岩巷道围岩变形特征规律;依据围岩耗能支护理念,设计出控制巷道围岩能量释放与变形的“限制支护阻力阻尼器”(简称“限阻器”);通过数值分析与室内静压试验相结合的方式得到限阻器试件的性能指标与设计参数之间的关系,并验证限阻器的工作性能;最后通过数值模拟对比巷道常规支护与限阻耗能支护形式的变形与受力情况,验证巷道限阻耗能型支护方案的可行性。结果表明:限阻器的试验压缩量均达到了80%以上,具有较大的变形行程,在保证初期支护发生较大变形的前提下,达到降低围岩压力、耗散围岩能量的目的。限阻耗能支护较巷道常规支护最大主应力值分别降低51.2%、89.8%,提高了结构的安全性。

关键词：深井软岩巷道数值模拟围岩耗能支护限阻耗能型支护限阻器

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高原隧道建设中的大变形支护原理及施工研究

工程建设与设计 2024年第1期 223-225页

作者：杨锐中国建筑土木建设有限公司北京100071

以高原隧道施工为例,针对高原隧道建设出现的变形问题,提出新的解决方案,结合项目具体情况,分析大变形支护原理并总结施工要点,通过前期准备、变形检测、设备安装等多项技术方法,实现对变形现象的合理检测,提升隧道项目施工建设水平,减... 详细信息

以高原隧道施工为例,针对高原隧道建设出现的变形问题,提出新的解决方案,结合项目具体情况,分析大变形支护原理并总结施工要点,通过前期准备、变形检测、设备安装等多项技术方法,实现对变形现象的合理检测,提升隧道项目施工建设水平,减少大变形支护问题的发生概率,保证项目顺利竣工。

关键词：大变形支护高原隧道限阻器施工

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单线铁路隧道大变形支护及施工技术

交通世界 2024年第1期 254-257页

作者：戴军王建军李东锋王永凌鹏中国水利水电第三工程局有限公司陕西西安710024 成都天佑智隧科技有限公司四川成都610031

为解决单线铁路隧道穿越软弱围岩的大变形问题,结合某工程实例,基于“抗放结合”的支护理念,提出限阻耗能支护结构;制作限阻器构件进行性能验证,并采用有限元软件对比常规支护方案和限阻耗能支护方案的变形、最小主应力等指标。研究发现... 详细信息

为解决单线铁路隧道穿越软弱围岩的大变形问题,结合某工程实例,基于“抗放结合”的支护理念,提出限阻耗能支护结构;制作限阻器构件进行性能验证,并采用有限元软件对比常规支护方案和限阻耗能支护方案的变形、最小主应力等指标。研究发现,限阻器构件能够在发生大行程变形的情况下,提供一定的支护阻力;限阻耗能支护结构承受的围岩压力显著小于常规支护结构,更能够适应大变形隧道的支护。

关键词：单线隧道限阻器构件试验限阻耗能支护数值模拟

限阻器在高水平地应力隧道支护中的研究与应用

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现代隧道技术 2020年第3期57卷 15-24页

作者：李畅王刚仇文革龚伦赵迎春王秋会交通隧道工程教育部重点实验室成都610031 西南交通大学土木工程学院成都610031 成都天佑智隧科技有限公司成都610031 中铁一局集团有限公司西安710054

为解决蒙华铁路如意隧道高水平地应力岩层段初期支护因受力过大而破坏的问题,文章通过理论分析、数值模拟以及现场施工反馈等方法,并基于室内试验、地应力测试以及现场监控量测数据,对限阻耗能支护技术的工程应用方法及作用机理进行研究... 详细信息

为解决蒙华铁路如意隧道高水平地应力岩层段初期支护因受力过大而破坏的问题,文章通过理论分析、数值模拟以及现场施工反馈等方法,并基于室内试验、地应力测试以及现场监控量测数据,对限阻耗能支护技术的工程应用方法及作用机理进行研究,结果表明:(1)针对高构造应力环境,在保证围岩自承能力不明显降低,且不明显增加松散压力的前提下,可控制地引导围岩变形、围岩能量释放分散转移的限阻高延性支护是合理可行的;(2)限阻器是一种合理有效的限阻高延性支护手段,成功解决了如意隧道高地应力水平岩层中初期支护破坏问题;(3)限阻器显著降低了结构内力,但也改变了结构的内力分布,在应用中还需进一步完善。

关键词：隧道工程高地应力引导变形耗能支护限阻器结构内力分布

限阻器施工技术在中老铁路项目沙嫩山二号隧道中的应用

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科学技术创新 2022年第15期 135-138页

作者：张英达中国水利水电第三工程局有限公司陕西西安710024

国内外在治理隧道大变形中积累了相当充足的经验。不同于传统的强调高强度、大刚度的支护理念,法国-意大利圣马丁隧道在治理大变形时,采用了将喷射混凝土支护与让压锚杆、可滑动钢架协同工作的屈服控制型支护。国内的蒙华铁路阳山隧道,... 详细信息

国内外在治理隧道大变形中积累了相当充足的经验。不同于传统的强调高强度、大刚度的支护理念,法国-意大利圣马丁隧道在治理大变形时,采用了将喷射混凝土支护与让压锚杆、可滑动钢架协同工作的屈服控制型支护。国内的蒙华铁路阳山隧道,利用了低碳钢良好的峰后承载能力和塑性变形能力,提出并研发了“直板式限阻器”,并结合喷射混凝土与钢架支护,成功控制了隧道变形,并保证了初支不破、不拆、不换。因为限阻耗能支护结构较好的经济型与有效性,故在中老铁路项目沙嫩山二号隧道中采用该种方式治理隧道大变形。

关键词：中老铁路软岩大变形换拱限阻器

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一种新型限阻器在软弱围岩隧道中的试验研究

北京建筑大学学报 2023年第5期39卷 92-99页

作者：胡健中铁二十局集团市政工程有限公司兰州730030

软弱围岩隧道在开挖过程中,围岩随着应力能量的释放往往会产生较大变形甚至坍塌。以吴华高速公路项目庙沟梁隧道为工程实例,通过室内试验和现场实测,针对穿越红黏土层的软弱围岩隧道设计了一种新型限阻器,并探究限阻器对隧道变形的影响... 详细信息

软弱围岩隧道在开挖过程中,围岩随着应力能量的释放往往会产生较大变形甚至坍塌。以吴华高速公路项目庙沟梁隧道为工程实例,通过室内试验和现场实测,针对穿越红黏土层的软弱围岩隧道设计了一种新型限阻器,并探究限阻器对隧道变形的影响。结果表明采用220 mm×600 mm×8 mm连接钢板和100 mm×220 mm×4 mm竖板的限阻器能够满足隧道变形要求;设置限阻器段的围岩未产生较大变形,整体处于安全状态;设置限阻器能够明显减小隧道中钢架围岩侧应力、钢架净空侧应力、轴力和弯矩。通过试验说明采用新型限阻耗能型装置,可以充分释放隧道围岩压力,有效解决隧道大变形问题,为此类地质隧道初期支护施工提供一种新的解决思路和技术经验。

关键词：软弱围岩限阻器应力释放变形控制

限阻耗能型支护结构在单线铁路隧道大变形中的应用研究

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隧道建设（中英文） 2023年第6期43卷 980-987页

作者：戴军王建军周波仇文革罗杰中国水利水电第三工程局有限公司陕西西安710024 成都天佑智隧科技有限公司四川成都610031 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031

为解决单线铁路隧道施工过程中遭遇的高地应力软岩大变形进而导致的初期支护破坏问题,对原直板形限阻器进行优化,研究其在不同优化参数下的力学性能,并将其应用于中老铁路沙嫩山二号隧道单线段,开展限阻耗能型初期支护现场试验。通过限... 详细信息

为解决单线铁路隧道施工过程中遭遇的高地应力软岩大变形进而导致的初期支护破坏问题,对原直板形限阻器进行优化,研究其在不同优化参数下的力学性能,并将其应用于中老铁路沙嫩山二号隧道单线段,开展限阻耗能型初期支护现场试验。通过限阻器性能参数试验研究和施工应用效果研究,得出以下结论:1)弧板限阻器受压变形时方向可控,有效行程得以提高,经历弹性变形、屈服下降变形、恒阻塑性变形和压实上升4个阶段。2)改变限阻器竖向钢板径高比可以改变限阻器的初始应力峰值,但对恒阻应力值的影响很小,实际应用限阻器时应选取对应初始应力峰值为8 MPa时的径高比较为合适。3)试验段采用限阻器后,围岩压力得到释放,避免了初期支护过载破坏,在未加强初期支护参数的前提下,既保证了支护结构的安全性,又提高了经济性。

关键词：单线铁路隧道大变形限阻器压缩-位移曲线支护结构

限阻耗能型支护在高速公路软岩大变形隧道中的应用——以玉楚高速公路齐云隧道为例

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隧道建设（中英文） 2023年第5期43卷 856-864页

作者：罗江王刚白柱王玉洁仇文革朱旺朱麒中铁一局集团第五工程有限公司陕西宝鸡721006 南京工业大学交通运输工程学院江苏南京210009 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 成都天佑智隧科技有限公司四川成都610031

为解决玉楚高速公路齐云隧道大变形问题,引入限阻耗能型支护设计理念,采用限阻耗能型支护方案进行研究。通过静压试验进行限阻耗能型支护元件的方案比选,对比分析直板型、弧板型、斜板型限阻器的压力-变形情况。试验结果表明,弧板型限... 详细信息

为解决玉楚高速公路齐云隧道大变形问题,引入限阻耗能型支护设计理念,采用限阻耗能型支护方案进行研究。通过静压试验进行限阻耗能型支护元件的方案比选,对比分析直板型、弧板型、斜板型限阻器的压力-变形情况。试验结果表明,弧板型限阻器工作性能更佳,其恒阻值约为3 MPa,初始峰值小于C25混凝土抗压强度,且压缩变形具有导向性和可控性,满足设计需求。因而选用弧板型限阻器进行设计,并将优化后的结构应用于齐云隧道。根据限阻耗能型支护在大变形隧道的应用效果,得到以下结论:1)支护结构受形变压力控制,除限阻器在设计行程内产生塑性变形以外,其余初期支护结构均在弹性范围内工作,增加了结构的安全性,围岩压力最大值仅为0.13 MPa,可以看出施作限阻器能够更有效地释放围岩压力;2)在齐云隧道施工中,相较于常规支护方法出现的初期支护结构混凝土剥落、钢架压溃现象,限阻耗能型支护段落的限阻器产生了显著的变形,但支护结构状态整体较好,达到了治理大变形的功效;3)限阻器不仅加工方式简单,且施工工艺与台阶法相适应,具有良好的可操作性和经济效益。

关键词：高速公路隧道大变形能量释放限阻器初期支护优化

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大变形巷道限阻耗能型支护结构研究

矿业安全与环保 2023年

作者：郑群余国锋仇文革陈昊喆刘洋平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司成都天佑智隧科技有限公司西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室

为了解决深部煤矿开采过程中所遇到的“高地应力、大变形、支护结构破坏”等问题，以朱集东矿东部辅助轨道大巷为工程背景，采用变形监测与数值模拟的方法研究深井软岩巷道围岩变形特征规律；依据围岩耗能支护理念，设计出控制巷道围岩... 详细信息

为了解决深部煤矿开采过程中所遇到的“高地应力、大变形、支护结构破坏”等问题，以朱集东矿东部辅助轨道大巷为工程背景，采用变形监测与数值模拟的方法研究深井软岩巷道围岩变形特征规律；依据围岩耗能支护理念，设计出控制巷道围岩能量释放与变形的“限制支护阻力阻尼器”（简称：限阻器）。通过数值分析与室内静压试验相结合的方式得到限阻器试件的性能指标与设计参数之间的关系，并验证限阻器的工作性能；最后通过数值模拟对比巷道常规支护与限阻耗能支护形式的变形与受力情况，验证巷道限阻耗能型支护方案的可行性。结果表明：限阻器的试验压缩量均达到了80%以上，具有较大的变形行程，在保证初期支护发生较大变形的前提下，达到降低围岩压力、耗散围岩能量的目的；限阻耗能支护较巷道常规支护最大主应力值分别降低51.2%、89.8%，提高了结构的安全性。

关键词：深井软岩巷道数值模拟围岩耗能支护限阻耗能型支护限阻器