期刊文献+
共找到1,362篇文章
< 1 2 69 >
每页显示 20 50 100
Numerical analysis of deformation and failure characteristics of deep roadway surrounding rock under static-dynamic coupling stress 被引量:28
1
作者 WU Xing-yu JIANG Li-shuai +3 位作者 XU Xing-gang GUO Tao ZHANG Pei-peng HUANG Wan-peng 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第2期543-555,共13页
In actual production,deep coal mine roadways are often under typical static-dynamic coupling stress(SDCS)conditions with high ground stress and strong dynamic disturbances.With the increasing number of disasters and a... In actual production,deep coal mine roadways are often under typical static-dynamic coupling stress(SDCS)conditions with high ground stress and strong dynamic disturbances.With the increasing number of disasters and accidents induced by SDCS conditions,the safe and efficient production of coal mines is seriously threatened.Therefore,it is of great practical significance to study the deformation and failure characteristics of the roadway surrounding rock under SDCS.In this paper,the effects of different in-situ stress fields and dynamic load conditions on the surrounding rock are studied by numerical simulations,and the deformation and failure characteristics are obtained.According to the simulation results,the horizontal stress,vertical stress and dynamic disturbance have a positive correlation with the plastic failure of the surrounding rock.Among these factors,the influence of the dynamic disturbance is the most substantial.Under the same stress conditions,the extents of deformation and plastic failure of the roof and ribs are always greater than those of the floor.The effect of horizontal stresses on the roadway deformation is more notable than that of vertical stresses.The results indicate that for the roadway under high-stress conditions,the in-situ stress test must be strengthened first.After determining the magnitude of the in-situ stress,the location of the roadway should be reasonably arranged in the design to optimize the mining sequence.For roadways that are strongly disturbed by dynamic loads,rock supports(rebar/cable bolts,steel set etc.)that are capable of maintaining their effectiveness without failure after certain dynamic loads are required.The results of this study contribute to understanding the characteristics of the roadway deformation and failure under SDCS,and can be used to provide a basis for the support design and optimization under similar geological and geotechnical circumstances. 展开更多
关键词 static-dynamic coupling stress(SDCS) deep roadway surrounding rock stability numerical simulation roadway deformation plastic failure of surrounding rock
在线阅读 下载PDF
Stability classification model of mine-lane surrounding rock based on distance discriminant analysis method 被引量:14
2
作者 张伟 李夕兵 宫凤强 《Journal of Central South University of Technology》 EI 2008年第1期117-120,共4页
Based on the principle of Mahalanobis distance discriminant analysis (DDA) theory, a stability classification model for mine-lane surrounding rock was established, including six indexes of discriminant factors that re... Based on the principle of Mahalanobis distance discriminant analysis (DDA) theory, a stability classification model for mine-lane surrounding rock was established, including six indexes of discriminant factors that reflect the engineering quality of surrounding rock: lane depth below surface, span of lane, ratio of directly top layer thickness to coal thickness, uniaxial comprehensive strength of surrounding rock, development degree coefficient of surrounding rock joint and range of broken surrounding rock zone. A DDA model was obtained through training 15 practical measuring samples. The re-substitution method was introduced to verify the stability of DDA model and the ratio of mis-discrimination is zero. The DDA model was used to discriminate 3 new samples and the results are identical with actual rock kind. Compared with the artificial neural network method and support vector mechanic method, the results show that this model has high prediction accuracy and can be used in practical engineering. 展开更多
关键词 distance discriminant analysis stability CLASSIFICATION lane surrounding rock
在线阅读 下载PDF
Strength and damage evolution mechanism of rock mass with holes under cyclic loading
3
作者 LIU Hong-tao HAN Zi-jun +6 位作者 GUO Xiao-fei LIU Qin-yu QIAO Zhong-jin LIANG Jia-lu CHENG Wen-cong ZHANG Xi-ying ZHANG Yu-qi 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第8期2717-2735,共19页
The damage and failure law of rock mass with holes is of great significance to the stability control of roadways. This study investigates the mechanical properties and failure modes of porous rock masses under cyclic ... The damage and failure law of rock mass with holes is of great significance to the stability control of roadways. This study investigates the mechanical properties and failure modes of porous rock masses under cyclic loading, elucidates the acoustic emission (AE) characteristics and their spatial evolution, and establishes the interrelation among AE, stress, strain, time, and cumulative damage. The results reveal that the rock mass with holes and the intact rock mass show softening and hardening characteristics after cyclic loading. The plastic strain of the rock mass with holes is smaller than that of the intact rock mass, and the stress −strain curve shows hysteresis characteristics. Under uniaxial compression, the pore-bearing rock mass shows the characteristics of higher ringing count, AE energy, b-value peak, and more cumulative ringing count in the failure stage, while it shows lower characteristics under cyclic action. At the initial stage of loading, compared with the intact rock mass, the pore-containing rock mass shows the characteristics of a low b-value. The AE positioning and cumulative damage percentage are larger, and the AE positioning is denser around the hole. The specimen with holes is mainly shear failure, and the complete specimen is mainly tensile shear failure. 展开更多
关键词 roadway surrounding rock control acoustic emission cyclic loading failure mode precursor of destruction
在线阅读 下载PDF
Upper bound solution of surrounding rock pressure of shallow tunnel under nonlinear failure criterion 被引量:10
4
作者 ZHANG Dao-bing MA Zong-yu +1 位作者 YU Biao YIN Hua-dong 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第7期1696-1705,共10页
The nonlinear Baker failure criterion is introduced into the upper-bound limit analysis to examine the face stability of a shallow tunnel. The tunnel face under the ultimate limit state is analyzed from the perspectiv... The nonlinear Baker failure criterion is introduced into the upper-bound limit analysis to examine the face stability of a shallow tunnel. The tunnel face under the ultimate limit state is analyzed from the perspective of energy balance. The work rates of external forces and internal energy dissipation are calculated. An analytical solution of necessary face pressures is derived. The optimal upper-bound solution of the face pressures is obtained by optimization. The results show that the three dimensionless parameters A, T, n of nonlinear Baker failure criterion have different effects on the necessary face pressures and the pattern failure mechanisms ahead of tunnel face. A is the most important one;n takes the second place, and T is the least one. The computed necessary face pressures are nonlinearly increasing when A is reduced. Combined with the actual monitoring data of Taxia tunnel, the calculation results in this paper is verified. It is suggested that the tunnel face supports should be strengthened timely in soft rocks to prevent the occurrence of face collapse. 展开更多
关键词 nonlinear Baker failure criterion FACE stability limit analysis method pressure of surrounding rock
在线阅读 下载PDF
New methods of safety evaluation for rock/soil mass surrounding tunnel under earthquake 被引量:1
5
作者 程选生 DOWDING Charles H 田瑞瑞 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2014年第7期2935-2943,共9页
The objective of this work is to obtain the seismic safety coefficient and fracture surface and proceed with the seismic safety evaluation for the rock mass or soil mass surrounding a tunnel,and the limitation of eval... The objective of this work is to obtain the seismic safety coefficient and fracture surface and proceed with the seismic safety evaluation for the rock mass or soil mass surrounding a tunnel,and the limitation of evaluating seismic stability is considered using the pseudo-static strength reduction.By using the finite element software ANSYS and the strength reduction method,new methods of seismic safety evaluation for the rock mass or soil mass surrounding a tunnel are put forward,such as the dynamic finite element static shear strength reduction method and dynamic finite element shear strength reduction method.In order to prove the feasibility of the proposed methods,the results of numerical examples are compared with that of the pseudo-static strength reduction method.The results show that 1) the two methods are both feasible,and the plastic zone first appears near the bottom corners; 2) the safety factor of new method Ⅱ is smaller than that of new method I but generally,and the difference is very small.Therefore,in order to ensure the safety of the structure,two new methods are proposed to evaluate the seismic stability of the rock mass or soil mass surrounding a tunnel.A theoretical basis is provided for the seismic stability of the rock mass or soil mass and the lining surrounding a tunnel and also provided for the engineering application. 展开更多
关键词 TUNNEL rock or soil mass surrounding tunnel earthquake stability safety evaluation
在线阅读 下载PDF
Effects of confining pressure on deformation failure behavior of jointed rock 被引量:7
6
作者 CHEN Miao ZANG Chuan-wei +4 位作者 DING Zi-wei ZHOU Guang-lei JIANG Bang-you ZHANG Guang-chao ZHANG Cheng-peng 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第4期1305-1319,共15页
For a deeper understanding of the deformation failure behavior of jointed rock, numerical compression simulations are carried out on a rock specimen containing non-persistent joints under confining pressure with the b... For a deeper understanding of the deformation failure behavior of jointed rock, numerical compression simulations are carried out on a rock specimen containing non-persistent joints under confining pressure with the bondedparticle model. The microscopic parameters which can reflect the macroscopic mechanical properties and failure behavior of artificial jointed specimens are firstly calibrated. Then, the influence of joint inclination and confining pressure on stress-strain curves, crack patterns, and contact force distributions of jointed rock are investigated. The simulation results show that both the compressive strength and elastic modulus of the specimens increase with increasing confining pressure, and these two mechanical parameters decrease first and then increase with the increase of joints inclination. The sensitivity of strength and elastic modulus to confining pressure is not the same in different joints inclinations, which has the least impact on specimens with α=90°. Under low confining pressure, the failure modes are controlled by the joint inclination. As the confining pressure increased, the initiation and propagation of tensile crack are gradually inhibited, and the failure mode is transferred from tensile failure to shear-compression failure. Finally, the reinforcement effect of prestressed bolt support on engineering fractured rock mass is discussed. 展开更多
关键词 stability of surrounding rock non-persistent joints confining pressure cracking process discrete element method(DEM)
在线阅读 下载PDF
煤矿岩巷TBM快速掘进研究进展与展望 被引量:3
7
作者 严红 吴林 +1 位作者 李桂臣 宋维斌 《煤炭工程》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
基于TBM在岩巷掘进中的显著优势,分析了我国煤矿岩巷TBM发展阶段分类及总体特点,归纳了2015—2024年煤矿岩巷TBM应用特征,包括主要应用省份、岩巷类型、刀盘直径和生产集团;分别从超前探测和预测预报技术、矿井生产地质条件适应性技术... 基于TBM在岩巷掘进中的显著优势,分析了我国煤矿岩巷TBM发展阶段分类及总体特点,归纳了2015—2024年煤矿岩巷TBM应用特征,包括主要应用省份、岩巷类型、刀盘直径和生产集团;分别从超前探测和预测预报技术、矿井生产地质条件适应性技术和巷道围岩稳定性控制技术三个方面分析了煤矿岩巷TBM掘进技术现状;最后从深部岩巷围岩稳定性控制、超前探测和掘进参数、装备构件适应性和快速组装工艺三个方面对煤矿TBM后续研究提出展望,对于煤矿TBM设计和应用具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 全断面掘进机(TBM) 岩巷 快速掘进 围岩控制 智能化煤矿
在线阅读 下载PDF
钻锚一体化锚杆随钻测量岩石强度试验研究 被引量:1
8
作者 姜鹏飞 张炜 +5 位作者 陈志良 王子越 罗超 郭吉昌 刘畅 孙洋 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期63-81,共19页
岩石单轴抗压强度是评估岩石力学性质的重要参数,实时、准确地获取锚杆钻进过程中的岩石单轴抗压强度对于指导巷道顶板支护设计、锚固作业具有重要意义。基于钻锚一体化锚杆和钻臂搭建了钻锚一体化锚杆随钻感知试验系统,试验系统可实时... 岩石单轴抗压强度是评估岩石力学性质的重要参数,实时、准确地获取锚杆钻进过程中的岩石单轴抗压强度对于指导巷道顶板支护设计、锚固作业具有重要意义。基于钻锚一体化锚杆和钻臂搭建了钻锚一体化锚杆随钻感知试验系统,试验系统可实时监测液压系统的液压缸、液压马达及钻箱位移等参数。通过对各参数特性、单一参数及组合参数随岩石强度变化的关系进行分析,获得钻进单位体积岩石时液压缸、液压马达及系统所做总功与岩石强度的关系,并对比了各参数的优劣性。研究结果表明:液压系统单一参数及组合参数与岩石单轴抗压强度有一定的相关性,部分参数相关性系数较高,液压缸进油端、回油端拟合函数相关性系数分别为0.840 8和0.849 7;钻箱钻进速度随试样单轴抗压强度变化的拟合函数相关性系数最高,为0.953 3;其次是液压马达做功、系统总功以及液压缸做功,分别为0.921 5、0.895 0和0.855 2。液压缸回油端压力拟合函数效果最好,误差率为14.33%,小于15%;其次是钻箱钻进速度,误差率为16.12%,小于20%;钻进系统所做总功、液压马达做功、液压缸做功误差率分别为20.73%、21.79%和23.78%,均小于25%,预测效果较好。液压马达做功系统做功占主要部分,平均占比99.22%,随着岩石强度的增加,液压马达做功占系统总功逐渐下降。总体来看,液压缸进油端压力、回油端压力、钻箱钻进速度、液压马达做功、系统总功及液压缸做功随试样单轴抗压强度变化的拟合函数相关性系数较高。研究结果为钻锚一体化快速掘进、巷道围岩稳定性评估、锚杆支护方案优化等提供了依据。 展开更多
关键词 巷道支护 快速掘进 钻锚一体化 随钻测量 单轴抗压强度
在线阅读 下载PDF
考虑轴向应力作用的巷道偏应力分布与破坏特征关系 被引量:1
9
作者 刘洪涛 韩子俊 +5 位作者 陈子晗 郭林峰 梁嘉璐 韩洲 刘勤裕 姬越 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期824-844,共21页
通过理论分析建立了考虑巷道轴向应力影响的全平面应变问题三维模型,推导了三维应力场下巷道围岩第二不变偏应力J_(2)隐式解析解,分析了巷道围岩在弹性状态和塑性状态时不同水平侧压和轴向侧压应力环境下的J_(2)分布大小及形态演化规律... 通过理论分析建立了考虑巷道轴向应力影响的全平面应变问题三维模型,推导了三维应力场下巷道围岩第二不变偏应力J_(2)隐式解析解,分析了巷道围岩在弹性状态和塑性状态时不同水平侧压和轴向侧压应力环境下的J_(2)分布大小及形态演化规律。基于Kastner求解法得出了三维应力场下的巷道围岩塑性区边界隐式解,并运用数学与数值分析方法研究了不同应力条件下巷道围岩塑性区分布特征。建立了第二不变偏应力J_(2)与围岩塑性区形态的相互对应关系,揭示了巷道围岩的变形破坏机制。以寸草塔二矿31205工作面回风巷为工程背景,对叠加采动作用下的巷道围岩J_(2)及塑性区分布特征展开研究,量化了非对称变形破坏特征,寻求了支护阻力与J_(2)的相互作用关系,提出了叠加采动巷道的稳定性控制技术。研究结果表明:固定轴向侧压值变化水平侧压值的情况下,J_(2)和塑性区形态分布特征呈现“圆形−类椭圆形−类蝶形”的演化过程。固定水平侧压值变化轴向侧压值的情况下,J_(2)和塑性区形态保持不变。轴向应力的改变对塑性区形态的影响较小,但会对塑性区尺寸产生较大影响。巷道围岩J_(2)的集中程度越大,围岩的变形破坏程度越大,J_(2)的分布形态一定程度上决定了塑性区的破坏形态。31205回风巷在叠加采动影响下处于高偏应力J_(2)环境,且形成了向采空区一侧旋转的应力分布特征,致使巷道形成非对称大变形破坏。支护阻力的提高对巷道围岩的偏应力J_(2)的降低作用有限,仅依靠锚杆(索)无法完全对巷道围岩进行稳定控制。基于上述研究,提出了超前强力支架+锚杆(索)支护系统的组合控制技术,现场应用效果良好。 展开更多
关键词 巷道围岩控制 偏应力第二不变量J_(2) 塑性区形态 围岩破坏机制 重复采动
在线阅读 下载PDF
煤矿软岩泥化巷道梯级强化控制原理与技术
10
作者 李桂臣 郝浩然 +4 位作者 孙元田 李菁华 杨森 邵泽宇 沃小芳 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期810-823,共14页
煤系沉积岩层普遍泥性显著、富水性强、岩性软弱,软岩泥化巷道围岩稳定控制难题日益突显。以淮北矿区典型软岩泥化巷道为工程背景,根据工程地质条件调研与实测,分析了黏土矿物成分与宏细观破坏特征,明确了富水环境和应力环境是诱发泥质... 煤系沉积岩层普遍泥性显著、富水性强、岩性软弱,软岩泥化巷道围岩稳定控制难题日益突显。以淮北矿区典型软岩泥化巷道为工程背景,根据工程地质条件调研与实测,分析了黏土矿物成分与宏细观破坏特征,明确了富水环境和应力环境是诱发泥质巷道变形破坏的重要因素,围岩泥化失稳体现为泥质岩体水化作用、锚固结构承载失效、围岩泥态垮冒渐进破坏模式,实现应力−渗水耦合作用下巷道围岩承载结构稳定控制起到决定性作用;在此基础上提出了软岩泥化巷道梯级强化控制原理,即在保障“支护−围岩”相互作用关系中高预紧力、高刚度、高强度锚杆(索)支护承载闭环结构的前提下,根据泥岩水化程度判断工程失稳控制方法,形成了锚注一体泥质围岩性质改良、旋喷注浆浅表桩群结构强化、逐层锚喷泥化岩体强力置换3项重要技术路径;于芦岭煤矿西轨大巷应用了自主研发的矿用新型多钢绞线组合中空注浆锚索束进行底鼓治理,首次在涡北煤矿8204机巷开展了井下高压旋喷注浆工程实践,采用了人工构筑岩体强力置换泥态围岩的方式解决了朱仙庄矿Ⅱ水平第二皮带大巷泥化围岩失稳难题,巷道围岩变形量、支护围岩成型情况与钻孔窥视结果表明,研究成果较好地解决了软岩泥化巷道控制问题,多层次强化了泥质巷道围岩承载能力,保障了围岩长期安全稳定,为软岩泥化巷道围岩控制提供了有效的科学控制理念与技术支撑。 展开更多
关键词 软岩 泥化 梯级强化 围岩控制 煤矿巷道
在线阅读 下载PDF
煤基固废泡沫充填材料性能及空巷群围岩控制
11
作者 孙强 赵瑞 +2 位作者 周楠 高嘉良 袁辉 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第6期327-342,共16页
工作面过空巷是煤矿井下生产过程中普遍面临的工程问题,空巷地质条件赋存复杂且密集时,易导致围岩失稳、支架空顶作业、支架漏底等问题,影响工作面安全高效生产。以鲍店煤矿5316综放工作面过空巷群为研究背景,采用理论分析、实验室测试... 工作面过空巷是煤矿井下生产过程中普遍面临的工程问题,空巷地质条件赋存复杂且密集时,易导致围岩失稳、支架空顶作业、支架漏底等问题,影响工作面安全高效生产。以鲍店煤矿5316综放工作面过空巷群为研究背景,采用理论分析、实验室测试、物理相似模拟及现场实测等方法,研究了水泥泡沫材料、粉煤灰泡沫材料及矸石泡沫材料性能及优势配比,工作面过空巷群围岩变形规律及控制效果。结果表明:发泡剂稀释倍数20倍、水灰质量比0.5、稳泡剂掺量为1%、发泡剂掺量1.0%、石膏掺量7%时,水泥泡沫充填材料28 d试样强度可达1.72 MPa;矸石粒径0~0.3 mm、掺量30%时,矸石泡沫充填材料28 d试样强度可达1.53 MPa;粉煤灰掺量30%时,粉煤灰泡沫充填材料28 d试样强度可达1.13 MPa。提出了以煤基固废泡沫材料充填、补强锚索与U型钢梁加强支护为主的空巷群围岩控制技术方法,并给出了煤基固废泡沫材料空巷充填技术原理及加强支护主要参数设计,通过物理相似模拟试验研究了不同层位空巷群围岩应力峰值变化范围为16.9~26.5 MPa,应力集中系数变化范围为1.61~2.53,同层空巷顶板最大下沉值介于300~400 mm,下伏空巷顶板最大下沉值介于200~300 mm,且空巷交叉处易产生应力集中,变形量较大。工作面开采期间空巷群围岩表面位移、煤岩体(充填体)应力、顶板离层及锚杆(索)载荷、支架工作阻力等现场监测数据显示,整体空巷围岩变形量控制效果较好,实现了工作面安全高效生产。 展开更多
关键词 空巷 泡沫充填材料 物理模拟 围岩变形 应力分布
在线阅读 下载PDF
基于机器学习的巷道围岩变形融合分析及预测模型
12
作者 王猛 袁春玉 +4 位作者 李鑫磊 胡超 袁瑞甫 尚栋煌 王成 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第4期75-91,共17页
为解决巷道变形预测和破坏区定位困难等问题,建立了多重扰动底抽巷围岩数值分析模型,选取围岩强度、侧压系数等地质参数,巷道断面尺寸、抽采钻孔、支护强度等开采参数作为研究对象,获取了多因素扰动下底抽巷顶板变形数据集,采用随机森... 为解决巷道变形预测和破坏区定位困难等问题,建立了多重扰动底抽巷围岩数值分析模型,选取围岩强度、侧压系数等地质参数,巷道断面尺寸、抽采钻孔、支护强度等开采参数作为研究对象,获取了多因素扰动下底抽巷顶板变形数据集,采用随机森林、极端随机树、GBDT、XGBoost等机器学习算法,分别建立了单一基学习器巷道变形预测模型,以弹性网算法为元学习器,利用Stacking融合方法,对不同基学习器输出模型进行了融合处理,构建了多重扰动底抽巷围岩变形融合预测模型,评价了各特征因素对巷道变形的抑促效应,识别了影响底抽巷围岩稳定的主控因素。以赵固二矿14040运输巷底抽巷为工程背景,利用建立的巷道变形预测模型,以巷道实际生产地质条件和开采参数作为输入项,通过设置巷道期望变形量,逆向运算并输出了试验巷道建议支护强度,并指导了现场巷道支护设计及关键参数确定。现场应用结果表明,采用建议支护强度后,巷道实测变形值处于决策模型规定的允许范围内,顶板变形量仅为原支护的52%,有效控制了巷道围岩大变形。基于机器学习建立的巷道变形预测模型为巷道稳定维护提供了一条新途径,促进了煤矿巷道智能运维技术的发展。 展开更多
关键词 巷道变形 机器学习 预测模型 智能运维 围岩控制
在线阅读 下载PDF
渤海海峡跨海通道工程南段地应力特征与工程稳定性分析
13
作者 乔二伟 马秀敏 +2 位作者 郭华林 孙尧 姜景捷 《地质力学学报》 北大核心 2025年第2期197-210,共14页
渤海海峡跨海通道工程是连接山东半岛与辽东半岛重要的海上交通主线工程,沿线地应力状态是工程设计和施工决策的重要参考依据。为了准确获得工程南段地区现今地应力特征及构造应力场分布特征,在烟台市蓬莱区西南北沟镇实施了300m以浅的... 渤海海峡跨海通道工程是连接山东半岛与辽东半岛重要的海上交通主线工程,沿线地应力状态是工程设计和施工决策的重要参考依据。为了准确获得工程南段地区现今地应力特征及构造应力场分布特征,在烟台市蓬莱区西南北沟镇实施了300m以浅的水压致裂法地应力测量。结果表明:测区主导应力为水平构造应力,与东北—华北应力区其他地区相比,应力值处于中等;随测量深度增加,最大水平主应力(S_(H))、最小水平主应力(S_(h))和垂向主应力(S_(v))均呈线性增大趋势;在测量深度范围内地壳浅表层应力结构以逆断型为主,即S_(H)>S_(h)>S_(v);实测S_(H)平均方位角为N75.3°E,与华北应力区的应力场方向一致,也与其震源机制解和GPS测量揭示的区域构造应力场方向基本一致。应用库仑摩擦滑动准则和此次测量数据,初步评估了渤海海峡跨海通道工程南段地区现今地应力积累水平及其对工程稳定性的影响,认为σ_(θ_(max))区域内应力积累总体水平相对较低,工程区域地壳相对稳定。依据岩爆危险程度综合判别准则/R_(c)讨论了通道区域地下隧道工程围岩岩爆的可能性,认为该工程地下隧道发生岩爆可能性很低,隧道围岩总体稳定。研究结果为渤海海峡跨海通道工程的设计、施工等方案的优选提供了科学依据,同时也可为区域活动断裂、地震地质、区域动力学等研究提供基础数据。 展开更多
关键词 渤海海峡 跨海通道工程 水压致裂法 地应力 围岩稳定性 构造应力场
在线阅读 下载PDF
煤岩斜巷穿层掘进长短锚索协同支护及围岩控制机理研究
14
作者 尹博 王睿 +3 位作者 张连昆 杨俊峰 李先峰 杨瑞宙 《金属矿山》 北大核心 2025年第2期13-23,共11页
为解决浅埋多煤层斜巷穿层掘进过程中软硬复合顶板变形大、易离层、支护难等问题,以淖尔壕煤矿2-3煤辅运斜巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,通过对比分析无支护和现有支护条件下巷道围岩塑性区及软硬复... 为解决浅埋多煤层斜巷穿层掘进过程中软硬复合顶板变形大、易离层、支护难等问题,以淖尔壕煤矿2-3煤辅运斜巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,通过对比分析无支护和现有支护条件下巷道围岩塑性区及软硬复合顶板易离层区特征,发现现有支护参数下仍不能有效预防局部冒顶发生,为此提出了长短锚索协同支护优化设计方案。结果表明:煤岩斜巷穿层掘进中,当距离软硬复合顶板较近时,巷道受剪切破坏与张拉破坏共同作用,导致围岩塑性区探入顶板离层区内,极易引发冒顶。另外,按照等长锚索布置时,虽可提高支护效果,但塑性破坏区范围未完全处于锚杆、锚索的锚固范围内,仍存有冒顶事故发生可能。根据斜巷掘进层位与局部冒顶易发区的复合顶板特征将现有支护的等长锚索布置方式变为长、短锚索相间布置后,顶板下沉量进一步减小至40 mm,塑性区范围处于锚杆、锚索支护范围内。长短锚索协同支护优势在于长锚索锚固端若处不稳定岩层,则以短锚索补强,确保始终存在锚固与稳定岩层中的锚索。从而有效控制围岩,防止冒顶事故的发生。结合现场监测分析结果,巷道围岩变形明显减小,稳定性升高,可以有效地提高巷道的稳定性和安全性。研究结果将为巷道围岩稳定性分析及巷道穿层支护设计提供参考依据。 展开更多
关键词 浅埋多煤层 穿层掘进 围岩变形 局部冒顶 协同支护
在线阅读 下载PDF
圆形巷道围岩蝶形塑性区蝶叶角演化特征
15
作者 刘洪涛 靳祎炜 +1 位作者 郭晓菲 韩子俊 《煤炭学报》 北大核心 2025年第7期3388-3399,共12页
蝶形塑性区理论中,蝶叶的扩展方向对巷道围岩变形破坏的治理具有重要意义。蝶叶角作为表征蝶叶扩展方向的重要参数,其变化反映了扩展方向的动态特性。然而,由于蝶形塑性区边界方程为隐性方程,无法直接求解蝶叶角。因此,文中对边界方程... 蝶形塑性区理论中,蝶叶的扩展方向对巷道围岩变形破坏的治理具有重要意义。蝶叶角作为表征蝶叶扩展方向的重要参数,其变化反映了扩展方向的动态特性。然而,由于蝶形塑性区边界方程为隐性方程,无法直接求解蝶叶角。因此,文中对边界方程进行了数学变形,在此基础上分析并总结了蝶叶角的演化特征。基于理论推导和数值模拟,分析蝶叶角演化过程的关键影响因素,包括围岩的黏聚力C、内摩擦角φ、侧压力系数λ、最小主应力P_(3)和巷道半径a。通过理论公式的推导与数值模拟的结合,研究不同影响因素对蝶叶角变化的作用机制,并验证理论与模拟结果的一致性。结果表明:(1)随内轴特征半径的增加,蝶叶角变化表现为先减小后增大,变化过程中极小值所对应的内轴特征半径R_(1t)及蝶叶角增区间上界可通过计算得出。(2)蝶叶角演化影响因素包括黏聚力C、内摩擦角φ,侧压力系数λ、最小主应力P3,巷道半径a,不同影响因素下,蝶叶角大小与各影响因素相关性表现不同。(3)蝶叶角在演化特征上理论计算结果与数值模拟结果表现出一致性;在此基础上建立了蝶叶角演化模型,蝶叶角演化迹线形态上表现为“上凹”或“下凹”形。不同影响因素下,蝶叶角演化迹线的路径不同,不同路径下,蝶叶角极值、收敛变化存在差异。研究结果为复杂巷道条件下的塑性区扩展行为提供了理论依据,同时为巷道支护优化设计和围岩稳定性评估提供了技术支持。未来研究可进一步拓展至非线性材料模型和动态加载条件下的蝶叶角演化特征分析。 展开更多
关键词 蝶形塑性区 蝶叶角演化 圆形巷道 特征半径 围岩控制
在线阅读 下载PDF
综放工作面过空巷超前支护技术研究与应用 被引量:2
16
作者 王栋晨 孙华清 +6 位作者 冯伟斌 王代峰 秦艳华 陈井龙 吕金龙 李然 曹峰 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期132-145,共14页
在遗煤复采过程中,工作面前方常存在与其推进方向交叉的空巷,为提高过空巷时辅运巷和回风巷围岩的安全稳定,实现煤炭的安全高效开采,在长壁放顶煤过空巷的开采基础上,结合SolidWorks、Rhino-Griddle、FLAC 3D软件,建立了液压支架支护、... 在遗煤复采过程中,工作面前方常存在与其推进方向交叉的空巷,为提高过空巷时辅运巷和回风巷围岩的安全稳定,实现煤炭的安全高效开采,在长壁放顶煤过空巷的开采基础上,结合SolidWorks、Rhino-Griddle、FLAC 3D软件,建立了液压支架支护、锚杆支护、锚杆+支架支护这3种不同的超前支护方式,对比分析了3种超前支护方式对围岩矿压及变形的影响,并给出了最优支护方式,同时探讨了过空巷时液压支架的承载特征。研究结果表明,邻近空巷时,液压支架支护方式能有效分担两帮压力和控制围岩变形,但在巷道顶部会出现开采扰动和空巷的应力叠加;锚杆支护方式通过破坏围岩的几何形态对两者的叠加效果进行了有效减弱,但围岩变形控制较差;锚杆+支架支护方式综合两者优势,支护效果最好。 展开更多
关键词 综放工作面 超前支护 过空巷 围岩变形 数值模拟
在线阅读 下载PDF
超大断面巷道支护关键技术及采动应力演化规律 被引量:1
17
作者 程利兴 王锐 +4 位作者 张镇 李增林 任建超 汪占领 贾金河 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1979-1992,共14页
针对超大断面巷道围岩变形控制难题,以曹家滩煤矿超大采高工作面回采巷道为研究背景,研究了曹家滩煤矿顶板岩层分布规律,分析了“高+低层位厚硬顶板”结构特征,明确了动压巷道围岩变形呈现非对称性、分区性、持续性的特征及其形成机理... 针对超大断面巷道围岩变形控制难题,以曹家滩煤矿超大采高工作面回采巷道为研究背景,研究了曹家滩煤矿顶板岩层分布规律,分析了“高+低层位厚硬顶板”结构特征,明确了动压巷道围岩变形呈现非对称性、分区性、持续性的特征及其形成机理。采用数值计算分析了巷道断面尺寸对围岩稳定性的影响及支护预应力场分布特征,确定了合理的锚杆支护参数,提出了高预应力锚杆支护提高近场围岩稳定性、顶板水力压裂降低远场矿压动载的协同控制技术,分析了不同煤柱宽度下围岩应力及塑性破坏分布规律,确定了超大采高工作面合理护巷煤柱宽度为25 m,制定了超大断面巷道锚杆支护及水力压裂卸压技术方案。采用自主研发的超大断面巷道矿压监测预警系统平台,揭示了超大采高工作面动压巷道采动应力演化规律,获取了压裂区顶板微震能量演化规律及空间分布特征。结果表明:超大断面巷道掘进期间巷道未发生明显变形,锚杆受力很快趋于稳定。工作面回采阶段超前影响范围135.7 m,辅助运输巷滞后工作面229.6 m矿压基本趋于稳定,工作面超前支承压力峰值位于25.3~31.7 m内,锚杆受力及煤柱应力剧烈变化周期短,且很快趋于稳定,锚杆最大受力142 kN,锚索最大受力178 kN,煤柱最大应力增量8.6 MPa。相对于普通综放工作面,留巷巷道矿压影响周期明显减小,顶板水力压裂显著弱化了坚硬厚顶板,有效减小了煤柱侧向支承压力的持续作用。煤柱侧向顶板微震能量在超前工作面170 m至滞后工作面220 m显著增大,在滞后工作面20~60 m顶板活动最为强烈,随后迅速减小,表明顶板高低层位岩层及时有序垮落,微震能量与采动应力演化规律具有较好的一致性,揭示了顶板高低位岩层运移状态与矿压形成机理。超大断面巷道围岩全周期内均未出现明显变形,表明超大断面巷道采用高预应力锚杆支护与顶板压裂卸压协同控制技术,达到了较好的围岩变形控制效果。 展开更多
关键词 超大断面巷道 锚杆支护 采动应力 围岩控制 水力压裂卸压 微震能量
在线阅读 下载PDF
公路隧道改扩建方案比选及施工工法数值模拟 被引量:5
18
作者 刘天琦 冯现大 何家智 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期56-62,共7页
为了分析公路隧道改扩建方案的可行性以及公路隧道不同改扩建施工工法时围岩扰动后的力学特性,以济南绕城高速港沟立交至殷家林枢纽段改扩建工程某公路隧道为研究对象,比选3种公路隧道改扩建方案;建立三维数值模型,对比最佳方案不同施... 为了分析公路隧道改扩建方案的可行性以及公路隧道不同改扩建施工工法时围岩扰动后的力学特性,以济南绕城高速港沟立交至殷家林枢纽段改扩建工程某公路隧道为研究对象,比选3种公路隧道改扩建方案;建立三维数值模型,对比最佳方案不同施工工法时的围岩力学特性;利用有限差分软件FLAC 3D内置的FISH语言对围岩塑性区体积求和计算,探讨左线公路隧道改扩建过程对右线公路隧道的影响。结果表明:综合考虑改扩建施工难度、运营安全性、后期提速、管养难度、工程造价等因素,确定公路隧道改扩建为双八车道隧道为公路隧道改扩建最佳方案;围岩位移随着公路隧道开挖深度的增加而增大,并且在开挖断面处增大最快;围岩的压应力集中区为公路隧道的拱脚处,而拱顶和拱底压应力较小并向拉应力转变;围岩塑性区破坏方式以剪切破坏为主,可及时施作支护结构控制围岩变形;综合考虑公路隧道改扩建施工的可行性、安全性和经济性,确定中隔壁法为公路隧道改扩建最优施工工法。 展开更多
关键词 隧道工程 改扩建 公路隧道 数值模拟 施工工法 围岩稳定性
在线阅读 下载PDF
考虑蠕变剪裂的拉格朗日元与离散元耦合方法及应用 被引量:1
19
作者 王学滨 陈双印 +1 位作者 郑一方 廖裴彬 《岩土力学》 北大核心 2025年第2期613-624,共12页
随着煤炭开采向深部转移,巷道冒顶、底臌和两帮移进等软岩大变形问题层出不穷,对煤矿安全生产带来了严峻的挑战。目前,兼具连续方法和非连续方法优势的连续-非连续方法正在快速发展,然而,基于连续-非连续方法的蠕变研究尚少见报道。为... 随着煤炭开采向深部转移,巷道冒顶、底臌和两帮移进等软岩大变形问题层出不穷,对煤矿安全生产带来了严峻的挑战。目前,兼具连续方法和非连续方法优势的连续-非连续方法正在快速发展,然而,基于连续-非连续方法的蠕变研究尚少见报道。为了模拟蠕变剪裂现象,以岩石发生蠕变破坏时的应变位于三轴压缩应力-应变曲线峰后区域内这一试验现象为基本依据,在自主开发的拉格朗日元与离散元耦合连续-非连续方法中,考虑了单元的黏弹性,发展了能模拟界面黏塑性的蠕变剪裂模型,并引入了蠕变剪裂判据。单轴压缩岩样的蠕变曲线计算结果与试验结果基本相符,蠕变剪裂开始稍后,岩样即进入加速蠕变阶段,这表明所提出的方法具有模拟加速蠕变的潜力。针对软岩巷道的计算表明,在深部围岩的推挤作用下,离散块体涌向巷道,导致巷道断面急剧缩小,在宏观上表现为大变形,巷道竖直方向收缩率可达58.8%。从单元的黏弹性和界面(虚拟裂纹面)的黏塑性两方面,丰富了软岩巷道大变形机制,即介质的黏弹性小变形、块体的大位移及之间的空隙以及界面的黏塑性变形共同作用。巷道围岩宏观上的大变形无须采用复杂大变形理论即可描述。 展开更多
关键词 软岩 蠕变 大变形 巷道围岩 连续-非连续方法 黏弹性 剪裂
在线阅读 下载PDF
隧道围岩松动破坏机制模型实验及稳定性系数分析 被引量:1
20
作者 刘阳阳 苏永华 +4 位作者 方砚兵 杨忠武 罗彪 崔鹏陆 彭搏程 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第7期3134-3147,共14页
软岩破坏严重威胁隧道施工和运营安全,极易引发隧道大变形及失稳现象。为揭示隧道软弱围岩松动破坏机制,实现地下结构体系定量化分析与优化设计,以典型的深部静水压力隧道为工程依托开展室内模型试验,并基于围岩稳定性系数指标对地下结... 软岩破坏严重威胁隧道施工和运营安全,极易引发隧道大变形及失稳现象。为揭示隧道软弱围岩松动破坏机制,实现地下结构体系定量化分析与优化设计,以典型的深部静水压力隧道为工程依托开展室内模型试验,并基于围岩稳定性系数指标对地下结构体系稳定性能进行量化评估。首先,利用自主设计的可视化物理模型试验装置,完成深部马蹄形隧道开挖物理模型试验。通过引入粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)、红外热成像温度采集系统以及全场动静态应变采集系统,对物理模型进行全场实时监测,观察并分析洞室开挖过程中物理模型的位移场、温度场和应变场演化特征,探究洞周围岩渐进式破坏模式;然后基于围岩稳定性系数指标,揭示地下结构体系失稳的深层原因;在此基础上,结合软岩复合型变形力学机制,给出相应的围岩稳定性控制优化策略。结果表明,左拱肩处围岩由于受到挠曲变形而出现轻微撕裂,并进一步在拱顶区域发生剪切滑移现象,进而开始剥落并伴随块体弹射现象,岩层出现错动变形并逐步形成宏观裂纹,围岩逐渐进入松动破坏状态。支护系统安全储备充足,能够满足工程基本需求,而围岩结构稳定性系数与其下限值不匹配,导致洞周围岩结构首先经历初始失稳破坏,最终引发整个地下结构体系失稳。系统分析了深部隧道软弱围岩松动破坏机制及围岩稳定性系数,为地下结构体系定量化分析及优化设计提供了新视角。 展开更多
关键词 隧道围岩 松动破坏 模型试验 定量分析 收敛约束 稳定性系数
在线阅读 下载PDF
上一页 1 2 69 下一页 到第
使用帮助 返回顶部