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围岩弹塑性变形条件下锚杆、喷混凝土和U型钢的支护效果研究
被引量：
15
1
作者
侯公羽
李晶晶
+3 位作者
杨悦
王亚潇
李庆伟
梁永辉
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第5期1357-1366,1376,共11页
已给出弹塑性变形条件下围岩一支护相互作用的全过程解析求解，在此基础上深入研究3种常用支护结构的支护作用效果，是非常必要的。考虑开挖面空间效应，根据弹塑性变形条件下围岩一支护相互作用的全过程解析求解，针对6、5、4m直径的...
已给出弹塑性变形条件下围岩一支护相互作用的全过程解析求解，在此基础上深入研究3种常用支护结构的支护作用效果，是非常必要的。考虑开挖面空间效应，根据弹塑性变形条件下围岩一支护相互作用的全过程解析求解，针对6、5、4m直径的工程算例，分别对素喷混凝土、锚杆和u型钢等3种支护结构的支护作用效果进行了理论计算与分析，主要包括：3种支护结构极限承载能力理论计算、基于开挖面空间效应的3种支护结构控制围岩弹塑性变形的理论计算与效果分析、剩余支护承载力对普氏围岩压力支护效果的计算与分析；研究了u型钢支架的荷载～径向变形本构关系、提出了剩余支护承载力的概念、分析了支护结构支护围岩各类形变压力的支护机制。研究结果表明：（1）3种支护结构能提供的支护承载力P1（〈1MPa）相对于原岩应力P。（〉10MPa）来说量级太低，控制5～6m及更大直径的巷道围岩弹塑性变形是无效的，但控制4m直径的巷道围岩弹塑性变形是有效的；（2）对于直径达5～6m甚至更大的巷道围岩，若支护结构的剩余支护承载力P2能有效地被保存，则支护结构还可以起到有效地支护普氏围岩压力的作用。
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关键词
开挖面效应
弹塑性变形
围岩-支护作用机制
支护效果
剩余承载力
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职称材料
层状复合岩层巷道围岩耦合变形机制及控制研究
被引量：
5
2
作者
王辉
杨双锁
牛少卿
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2016年第5期605-612,共8页
以某煤矿+1070南回风巷为工程背景,采用数值模拟、理论分析、工业试验等方法,分析了巷道围岩的结构特点和力学性质,基于弹塑性理论和巷道围岩的承载特征,提出了巷道围岩变形的"复合双梁"耦合作用模型。研究表明,层状复合围岩...
以某煤矿+1070南回风巷为工程背景,采用数值模拟、理论分析、工业试验等方法,分析了巷道围岩的结构特点和力学性质,基于弹塑性理论和巷道围岩的承载特征,提出了巷道围岩变形的"复合双梁"耦合作用模型。研究表明,层状复合围岩巷道的变形是一个耦合作用过程,巷道顶板的离层破坏会影响巷道两帮载荷的分布,进而影响巷道底板的载荷分布;随着顶板离层加剧,巷帮的压力逐渐增大,底板变形的不协调性增强,进而使巷道底鼓加剧;反之,巷道两帮和底板的破坏又会加剧顶板的离层失稳。最后,基于巷道围岩的"复合双梁"耦合作用机制和数值模拟研究结果,提出了相应的锚喷网联合支护形式,经现场监测表明该方法对巷道围岩变形的控制作用效果明显。
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关键词
复合围岩
变形破坏机制
复合双梁耦合作用
围岩控制
联合支护
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职称材料
热-力作用下水工隧洞围岩-支护结构耦合力学特性及相互作用机制
被引量：
7
3
作者
张玉洁
李晓哲
+1 位作者
姜海波
侍克斌
《水资源与水工程学报》
CSCD
北大核心
2022年第3期191-201,共11页
在高海拔寒区,围岩与支护结构的相互作用过程是影响水工隧洞结构稳定的重要因素。为了研究热-力作用下水工隧洞围岩-支护结构相互作用的时空演化规律,以新疆某寒区水工隧洞为依托,基于现场监测资料,采用有限元仿真模拟,计算温度效应下围...
在高海拔寒区,围岩与支护结构的相互作用过程是影响水工隧洞结构稳定的重要因素。为了研究热-力作用下水工隧洞围岩-支护结构相互作用的时空演化规律,以新疆某寒区水工隧洞为依托,基于现场监测资料,采用有限元仿真模拟,计算温度效应下围岩-衬砌相互作用的弹塑性解析解,分析热力作用下隧洞耦合结构温度场和应力场的时空分布特征。结果表明:洞内低温对耦合结构的温度场和应力场影响较大,应实施防寒保温措施,保证在极端天气下,结构沿径向2.7 m内温度不低于0℃;通风前期,温度应力对耦合结构的应力变化起主导作用,21 d后还要考虑衬砌支反力、围岩被动支反力以及围岩外边界约束的共同耦合作用;对流前48 d结构内侧受拉,结构洞腰内侧出现最大拉应力155 kPa, 48 d后结构压应力激增,并且48~60 d内耦合应力增长速率最快。随着温度的降低,-1.95℃为洞顶和洞底的拉应力激增点,洞腰前期拉应力急剧增大,于-3.5℃开始缓慢减小。本次研究揭示了热-力作用下围岩支护结构相互作用的动态全过程,可为寒区隧洞安全施工提供依据。
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关键词
水工隧洞
围岩-支护结构耦合
热-力作用
力学特性
相互作用机制
数值模拟
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职称材料
题名
围岩弹塑性变形条件下锚杆、喷混凝土和U型钢的支护效果研究
被引量：
15
1
作者
侯公羽
李晶晶
杨悦
王亚潇
李庆伟
梁永辉
机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
黑龙江科技学院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第5期1357-1366,1376,共11页
基金
国家自然科学基金委员会与神华集团有限责任公司联合资助重点项目(No.U1261212
U1361210)
文摘
已给出弹塑性变形条件下围岩一支护相互作用的全过程解析求解，在此基础上深入研究3种常用支护结构的支护作用效果，是非常必要的。考虑开挖面空间效应，根据弹塑性变形条件下围岩一支护相互作用的全过程解析求解，针对6、5、4m直径的工程算例，分别对素喷混凝土、锚杆和u型钢等3种支护结构的支护作用效果进行了理论计算与分析，主要包括：3种支护结构极限承载能力理论计算、基于开挖面空间效应的3种支护结构控制围岩弹塑性变形的理论计算与效果分析、剩余支护承载力对普氏围岩压力支护效果的计算与分析；研究了u型钢支架的荷载～径向变形本构关系、提出了剩余支护承载力的概念、分析了支护结构支护围岩各类形变压力的支护机制。研究结果表明：（1）3种支护结构能提供的支护承载力P1（〈1MPa）相对于原岩应力P。（〉10MPa）来说量级太低，控制5～6m及更大直径的巷道围岩弹塑性变形是无效的，但控制4m直径的巷道围岩弹塑性变形是有效的；（2）对于直径达5～6m甚至更大的巷道围岩，若支护结构的剩余支护承载力P2能有效地被保存，则支护结构还可以起到有效地支护普氏围岩压力的作用。
关键词
开挖面效应
弹塑性变形
围岩-支护作用机制
支护效果
剩余承载力
Keywords
spatial effects of the excavation face
elastoplastic deformation
mechanism of coupled action of surrounding rock-support
supporting effect
remaining supporting force
分类号
TU470 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
层状复合岩层巷道围岩耦合变形机制及控制研究
被引量：
5
2
作者
王辉
杨双锁
牛少卿
机构
太原理工大学矿业工程学院
重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室
出处
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2016年第5期605-612,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目:涵盖峰后大变形过程的巷道围岩与支护平衡规律及控制机理研究(51274145)
重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室访问学者基金资助项目
文摘
以某煤矿+1070南回风巷为工程背景,采用数值模拟、理论分析、工业试验等方法,分析了巷道围岩的结构特点和力学性质,基于弹塑性理论和巷道围岩的承载特征,提出了巷道围岩变形的"复合双梁"耦合作用模型。研究表明,层状复合围岩巷道的变形是一个耦合作用过程,巷道顶板的离层破坏会影响巷道两帮载荷的分布,进而影响巷道底板的载荷分布;随着顶板离层加剧,巷帮的压力逐渐增大,底板变形的不协调性增强,进而使巷道底鼓加剧;反之,巷道两帮和底板的破坏又会加剧顶板的离层失稳。最后,基于巷道围岩的"复合双梁"耦合作用机制和数值模拟研究结果,提出了相应的锚喷网联合支护形式,经现场监测表明该方法对巷道围岩变形的控制作用效果明显。
关键词
复合围岩
变形破坏机制
复合双梁耦合作用
围岩控制
联合支护
Keywords
compound
surrounding
rock
deformation failure
mechanism
coupl
ing
action
surrounding
rock controlling
combined support
分类号
TD322 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
热-力作用下水工隧洞围岩-支护结构耦合力学特性及相互作用机制
被引量：
7
3
作者
张玉洁
李晓哲
姜海波
侍克斌
机构
石河子大学水利建筑工程学院
奎屯市农村饮水安全工程服务站
新疆农业大学水利与土木工程学院
出处
《水资源与水工程学报》
CSCD
北大核心
2022年第3期191-201,共11页
基金
国家自然科学基金项目(51769031)
兵团区域创新引导计划项目(青年科技骨干人才培养)(2021BB004)。
文摘
在高海拔寒区,围岩与支护结构的相互作用过程是影响水工隧洞结构稳定的重要因素。为了研究热-力作用下水工隧洞围岩-支护结构相互作用的时空演化规律,以新疆某寒区水工隧洞为依托,基于现场监测资料,采用有限元仿真模拟,计算温度效应下围岩-衬砌相互作用的弹塑性解析解,分析热力作用下隧洞耦合结构温度场和应力场的时空分布特征。结果表明:洞内低温对耦合结构的温度场和应力场影响较大,应实施防寒保温措施,保证在极端天气下,结构沿径向2.7 m内温度不低于0℃;通风前期,温度应力对耦合结构的应力变化起主导作用,21 d后还要考虑衬砌支反力、围岩被动支反力以及围岩外边界约束的共同耦合作用;对流前48 d结构内侧受拉,结构洞腰内侧出现最大拉应力155 kPa, 48 d后结构压应力激增,并且48~60 d内耦合应力增长速率最快。随着温度的降低,-1.95℃为洞顶和洞底的拉应力激增点,洞腰前期拉应力急剧增大,于-3.5℃开始缓慢减小。本次研究揭示了热-力作用下围岩支护结构相互作用的动态全过程,可为寒区隧洞安全施工提供依据。
关键词
水工隧洞
围岩-支护结构耦合
热-力作用
力学特性
相互作用机制
数值模拟
Keywords
hydraulic tunnel
surrounding
rock-support
ing structure
coupl
ing
thermal-
mechan
ical
action
mechan
ical property
inter
action
mechanism
numerical simulation
分类号
TV322 [水利工程—水工结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
围岩弹塑性变形条件下锚杆、喷混凝土和U型钢的支护效果研究
侯公羽
李晶晶
杨悦
王亚潇
李庆伟
梁永辉
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
15
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
层状复合岩层巷道围岩耦合变形机制及控制研究
王辉
杨双锁
牛少卿
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2016
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
热-力作用下水工隧洞围岩-支护结构耦合力学特性及相互作用机制
张玉洁
李晓哲
姜海波
侍克斌
《水资源与水工程学报》
CSCD
北大核心
2022
7
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职称材料
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