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基于矿坑开发的抽水蓄能电站下水库围岩稳定性分析
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作者 赵倩 孙清钟 +1 位作者 王丽娟 骆祖江 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2423-2436,共14页
在矿井改建抽水蓄能电站中,下水库开挖后引起地下渗流场改变,将导致应力场重新调整,易引起围岩的失稳和变形,因此围岩稳定性成为石砀山铜矿地下空间改建的关键。基于此建立考虑流-固耦合的地下水渗流和地应力数学模型,利用COMSOL Multip... 在矿井改建抽水蓄能电站中,下水库开挖后引起地下渗流场改变,将导致应力场重新调整,易引起围岩的失稳和变形,因此围岩稳定性成为石砀山铜矿地下空间改建的关键。基于此建立考虑流-固耦合的地下水渗流和地应力数学模型,利用COMSOL Multiphysics软件和有限元方法构建数值模型,采用三维地质模型与二维剖面模型相结合的方式,开展石砀山拟建抽水蓄能电站中下水库围岩稳定性分析。结果表明:在下水库开挖后地下渗流场发生变化,渗流方向改变,水位呈漏斗状;下水库附近及顶部的孔隙水压力减小,高孔隙压力区分布在下水库两侧的模型底部。对比不考虑流-固耦合作用情况下,考虑流-固耦合后围岩应力、位移及塑性区发生变化,最大等效应力减小了0.9 MPa,最小等效应力增加了0.3 MPa,洞室两侧等效应力均呈减小趋势,边界洞室受孔隙水压力影响更大;整体洞室围岩的变形减小,边界洞室变形大于内部洞室;流-固耦合作用一定程度上减小了塑性区的分布。进一步基于流-固耦合数值模型,设计下水库在充/放水条件下围岩应力分布状态和稳定性,结果表明所设计的3种工况对围岩施加的静水压力、水位变化引起的孔隙水压力变化和软化效应引起的稳定性变化较小;软化效应在一定程度上减弱围岩稳定性,在下水库支护时需重视对洞室的衬砌,在设计工况下下水库围岩稳定性仍可以得到保证。综上在矿井改建抽水蓄能电站中运用数值模拟评价下水库的围岩稳定性,以提供数据支撑和保障工程的安全性。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 下水库 流-固耦合作用 围岩稳定性 数值模拟
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基于混合FLAC-DEM的节理岩体TBM隧道围岩稳定性空间演化机制
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作者 靳宏 于丽 +2 位作者 王明年 秦幼林 王淞申 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第10期150-158,共9页
为探究复杂地质环境节理岩体中全断面隧道掘进机(TBM)施工引起的围岩稳定性空间演化规律,依托某典型高地应力节理岩体TBM隧道,基于混合有限差分-离散元耦合模型提出一种耦合连续-非连续介质力学的混合FLAC-DEM(FLAC-3DEC)数值模拟方法,... 为探究复杂地质环境节理岩体中全断面隧道掘进机(TBM)施工引起的围岩稳定性空间演化规律,依托某典型高地应力节理岩体TBM隧道,基于混合有限差分-离散元耦合模型提出一种耦合连续-非连续介质力学的混合FLAC-DEM(FLAC-3DEC)数值模拟方法,构建TBM开挖全过程的三维精细化模型,研究地应力场与结构面间距对围岩稳定性的影响机理。研究表明:TBM隧道围岩失稳是一个渐进过程,随着掌子面距离的增加,表现出显著的空间特性;基于数值模型,揭示地应力对硬岩TBM隧道稳定性的非线性影响规律,25 MPa为临界应力,低应力区(σ_(0)<25 MPa)呈现地应力-失稳负相关,高应力区(σ_(0)≥25 MPa)转为正相关;节理面间距存在0.8 m临界阈值,当间距≤0.8 m时,失稳范围随间距增大呈指数衰减,由结构面贯通滑移主导,而当间距>0.8 m时,衰减速率骤降,转为以岩石基质破坏为主的破坏模式。本研究阐明了复杂地质环境下TBM隧道围岩失稳的空间演化机制与关键参数临界效应,为超大埋深节理硬岩隧道的安全施工与灾害防控提供理论支撑。 展开更多
关键词 TBM隧道 节理 围岩稳定性 混合FLAC-3DEC 临界效应
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综放工作面预筑混凝土墙沿空掘巷围岩稳定性研究
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作者 郭力宁 朱文庆 +4 位作者 岳少飞 康天合 邓杰 王泽 汪家畅 《中国矿业》 北大核心 2025年第10期174-184,共11页
针对煤炭资源回收率低及沿空巷道围岩稳定性差等问题,本文以金星煤业3#煤层综放工作面为研究背景,提出了采用预筑混凝土墙沿空掘巷技术,采用理论分析和数值模拟结合的方法,对预筑混凝土墙沿空掘巷巷道围岩及巷旁墙体在采动影响下的稳定... 针对煤炭资源回收率低及沿空巷道围岩稳定性差等问题,本文以金星煤业3#煤层综放工作面为研究背景,提出了采用预筑混凝土墙沿空掘巷技术,采用理论分析和数值模拟结合的方法,对预筑混凝土墙沿空掘巷巷道围岩及巷旁墙体在采动影响下的稳定性进行研究。研究结果表明:①结合矿井开采条件,设计出包括原巷道扩帮、支护,巷旁墙体构筑及下区段巷道的支护方案。②经计算,巷旁墙体的安全系数和抗滑安全系数均满足安全要求。结合数值计算分析,3101运输顺槽、3102回风顺槽在工作面开采过程中,巷道顶板下沉量均在可控制范围内,同时巷旁墙体在两个工作面回采过程中均出现应力集中,应力峰值分别为墙体设计强度的56.40%和79.70%,墙体变形量均小于15 mm,巷道围岩及墙体稳定性良好。③现场监测表明,研究成果在现场应用后,巷道、墙体变形量均在可控制范围内,应用效果显著。研究成果为此类工程应用提供参考。 展开更多
关键词 预筑混凝土墙沿空掘巷 支护方案 围岩稳定性 巷旁墙体稳定性 数值模拟
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抽水蓄能电站地下厂房围岩稳定性监测与分析 被引量:2
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作者 王彦兵 王震洲 +2 位作者 童涛 黄仕鑫 许颜贺 《水电能源科学》 北大核心 2025年第1期177-181,共5页
鉴于围岩稳定性监测与分析在抽水蓄能电站地下厂房施工过程中扮演着重要角色,提出一种基于自优化变分模态分解(SoVMD)和循环重构Transformer(RRTransformer)的混合分析模型。首先,设计合理的监测方案,采集能够有效表征围岩稳定性的岩体... 鉴于围岩稳定性监测与分析在抽水蓄能电站地下厂房施工过程中扮演着重要角色,提出一种基于自优化变分模态分解(SoVMD)和循环重构Transformer(RRTransformer)的混合分析模型。首先,设计合理的监测方案,采集能够有效表征围岩稳定性的岩体变形位移数据;其次,考虑变形位移序列的非线性与波动性特征,利用SoVMD对其进行分解,提取多尺度频率分量(MsFCs);最后,基于滑动建模机制,以MsFCs作为RRTransformer的训练输入,经参数优化和模型重构得到最优的变形预测分析结果。选取国内某抽蓄电站地下厂房围岩稳定性分析过程为案例,结果表明所设计的监测方案可有效获取岩体变形位移数据,且所提预测分析模型具有优异的性能,预测分析结果对地下厂房围岩的安全管理具有重要意义。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 地下厂房 围岩稳定性监测与分析 VMD TRANSFORMER
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复杂结构煤层煤柱力学特性分析与巷道围岩稳定性优化研究
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作者 牛海萍 潘瑞凯 +2 位作者 于伟东 沈玉旭 吴少康 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期118-126,共9页
目的为解决复杂结构煤层综放工作面回采时巷道围岩破坏严重、稳定性差等问题,以豹子沟煤矿10103工作面为研究对象,探讨巷道围岩应力作用下复杂结构煤层煤柱的破坏机理。方法综合运用现场实测、力学分析、数值模拟和现场试验等方法,深入... 目的为解决复杂结构煤层综放工作面回采时巷道围岩破坏严重、稳定性差等问题,以豹子沟煤矿10103工作面为研究对象,探讨巷道围岩应力作用下复杂结构煤层煤柱的破坏机理。方法综合运用现场实测、力学分析、数值模拟和现场试验等方法,深入剖析复杂结构煤层煤柱的力学特性和围岩稳定性优化策略。结果推导出复杂结构煤层煤柱理论尺寸计算公式,确定的最佳护巷煤柱宽度为5.66~7.04 m;揭示了复杂结构煤层采动影响下,煤柱塑性区深度为常规煤层的2.8倍,证实夹矸层对围岩应力重分布过程的调控作用;明确了煤柱垂直应力、垂直位移、水平应力和水平位移的演化规律,得出7 m工作面煤柱留设宽度可有效增强巷道围岩稳定性,证实了理论计算的正确性。将所得最佳煤柱尺寸应用于现场,回采期间巷道在采取措施前后效果显著。结论增加煤柱宽度虽能提升承载能力,但过宽会导致煤柱内部应力在采空区一侧过度集中,危及整体稳定性。研究结果对复杂结构煤层开采煤柱的合理设计与应用具有重要指导意义,为该领域提供了新的理论依据与实践参考。 展开更多
关键词 复杂结构煤层 煤柱尺寸 力学模型 应力演化规律 围岩稳定性
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基于大型机械施工适应性的围岩稳定性判别分析
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作者 徐君诚 《铁道建筑》 北大核心 2025年第6期128-135,共8页
近年来大型机械设备逐步应用到隧道工程的建设中。依托西渝(西安—重庆)高速铁路七星坪隧道工程,基于大型机械化施工特点,总结出了“三线协同-多机协调-人工协助”的施工方案,提出了改变施工工法和增设初期支护预留距离的建议,并利用数... 近年来大型机械设备逐步应用到隧道工程的建设中。依托西渝(西安—重庆)高速铁路七星坪隧道工程,基于大型机械化施工特点,总结出了“三线协同-多机协调-人工协助”的施工方案,提出了改变施工工法和增设初期支护预留距离的建议,并利用数值模拟分析了工法变化与预留距离对围岩稳定性的影响。结果表明:相比于长台阶工法,采用微台阶法和全断面法施工时,虽然拱腰水平收敛有所增大,但拱顶沉降稳定在(21.2±0.8) mm范围内,隧道变形均小于预警值40 mm;随着预留距离增加,围岩左拱肩和拱顶处的变形表现为前期增大、中期放缓、后期增大,同时,塑性区随之增加,其中受拉区增长更为明显;结合尖点突变理论和隧道变形预警值,提出了初期支护预留距离应控制在3.5 m以内的工程建议,为同类工程机械化施工时的参数优化提供依据。 展开更多
关键词 铁路隧道 数值计算 大型机械 围岩稳定性 尖点突变理论
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浅埋煤层上行开采动压巷道围岩稳定性研究
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作者 程利兴 《中国煤炭》 北大核心 2025年第2期35-44,共10页
针对上行开采条件下巷道围岩稳定性分析及控制难题,以何家塔上组煤上行开采巷道为研究背景,测试了巷道围岩强度与裂隙发育,采用采动影响倍数法和“两带”判别法分析了上行开采的可行性,结合现场实测和数值模拟分析,分析了上行开采巷道... 针对上行开采条件下巷道围岩稳定性分析及控制难题,以何家塔上组煤上行开采巷道为研究背景,测试了巷道围岩强度与裂隙发育,采用采动影响倍数法和“两带”判别法分析了上行开采的可行性,结合现场实测和数值模拟分析,分析了上行开采巷道围岩稳定性。结果表明,采用影响倍数法K最小值为26.17,采用“两带”判别法计算其发育高度最大值为77.22 m,均满足上行开采技术要求;正常回采巷道超前采动影响范围在70.4~90.2 m,超前支承压力峰值位于前方21.7 m,辅运巷滞后工作面期间持续影响时间短,预计上行开采条件下巷道围岩矿压显现不强烈。采用数值模拟计算表明,上行开采条件下巷道仍具有较好的稳定性。提出了何家塔上组煤上行开采条件下巷道围岩控制技术原则,制定了巷道围岩变形控制技术方案,并开展了井下工业试验,取得了较好的应用效果,在监测期内顶底板移近量22 mm,两帮移近量12 mm,随后围岩变形趋于稳定,表明上行开采条件巷道围岩稳定性好,高预应力锚杆支护技术有效控制了巷道围岩变形。 展开更多
关键词 上行开采 围岩稳定性 采动影响倍数法 “两带”判别法 高预应力支护
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植物根劈作用对洞室围岩稳定性影响研究 被引量:1
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作者 高丙丽 黄钟琼 +1 位作者 杨志法 杨聪聪 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期2250-2263,共14页
岩体裂隙在植物根劈作用下会进一步扩展,裂隙扩展将导致岩体强度降低,进而影响洞室围岩稳定性。以浙江省三门县蛇蟠岛大型古地下洞室群为研究背景,开展植物根劈作用对洞室围岩稳定性影响研究。基于断裂力学理论,对主直根、散生根、水平... 岩体裂隙在植物根劈作用下会进一步扩展,裂隙扩展将导致岩体强度降低,进而影响洞室围岩稳定性。以浙江省三门县蛇蟠岛大型古地下洞室群为研究背景,开展植物根劈作用对洞室围岩稳定性影响研究。基于断裂力学理论,对主直根、散生根、水平根3种不同根系类型植物根劈作用机理进行分析;基于裂隙岩体内部裂纹尖端应力强度因子建立了植物根系临界膨胀力公式;基于数值分析方法,研究植物根系类型、裂隙岩体性质对洞室围岩根劈作用的影响规律。研究结果表明,主直根较散生根更容易使裂隙岩体产生破坏,而且破坏时变形值相对较大;砂岩较凝灰岩先破坏,并且砂岩破坏时变形值大于凝灰岩;应力强度因子数值模拟结果与理论计算结果较吻合,平均误差较小。研究成果为洞室围岩稳定性评估及防护提供理论依据,对地质灾害的防治具有重要的科学意义和应用价值。 展开更多
关键词 根劈作用 围岩稳定性 断裂力学 临界膨胀力 应力强度因子 数值模拟
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小净距隧道先行洞爆破开挖对后行洞围岩稳定性影响研究 被引量:10
9
作者 李旭哲 李文杰 +1 位作者 毕志刚 梁斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期42-49,83,共9页
为研究小净距隧道先行洞爆破开挖对后行洞围岩稳定性的影响,以浙江义东高速防军隧道项目为工程背景,根据能量衰减规律推导出爆破施工中围岩振速计算公式,采用有限元软件MIDAS GTS NX模拟不同净距条件下围岩振速及应力的变化规律,将围岩... 为研究小净距隧道先行洞爆破开挖对后行洞围岩稳定性的影响,以浙江义东高速防军隧道项目为工程背景,根据能量衰减规律推导出爆破施工中围岩振速计算公式,采用有限元软件MIDAS GTS NX模拟不同净距条件下围岩振速及应力的变化规律,将围岩振速数值结果与理论值进行对比分析,验证了振速计算公式的准确性。根据振速与应力之间关系,提出保证隧道安全施工的振速阈值。结果表明:后行洞围岩振速大小理论值与模拟值最大相对误差为5.9%,与现场监测数据最大相对误差为7%,验证了理论公式的准确性;后行洞隧道振速峰值与先行洞隧道爆破中心距呈负相关,围岩迎爆侧面监测点振速峰值大于背爆侧,2 D为防军隧道爆破施工时最小安全净距(D为隧道净距),此时上台阶开挖最大振速峰值约为下台阶的1.2倍;爆破开挖后围岩应力峰值与振速峰值主要集中在拱腰及拱脚附近,随着净距增大,先行洞对后行洞的影响逐渐减弱,最终忽略不计;爆破作用下,围岩应力峰值和振速峰值具有一定线性关系,保证隧道爆破安全施工的振速控制阈值为1.9 cm/s,研究成果可为今后类似小净距隧道工程爆破施工提供借鉴。 展开更多
关键词 小净距隧道 隧道净距 爆破开挖 振动响应 围岩稳定性 数值模拟
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近距离下伏煤层采动影响巷道围岩稳定性分析 被引量:4
10
作者 杨德群 张向阳 +3 位作者 段云刚 都航 杨伟昆 张帅 《中国矿业》 北大核心 2024年第9期119-129,共11页
针对近距离下伏煤层采动影响上部轨道大巷变形失稳、围岩稳定性较差的问题,本文以张集煤矿北区14148工作面上方12m左右南翼轨道“Y”型大巷为工程背景,运用“竖三带”经验公式分析得出巷道与工作面之间的层位关系,采用数值模拟与现场实... 针对近距离下伏煤层采动影响上部轨道大巷变形失稳、围岩稳定性较差的问题,本文以张集煤矿北区14148工作面上方12m左右南翼轨道“Y”型大巷为工程背景,运用“竖三带”经验公式分析得出巷道与工作面之间的层位关系,采用数值模拟与现场实践相结合的方法,研究了近距离下伏煤层回采过程中上覆巷道应力分布特征及位移演化规律,确定了巷道重点支护部位。研究结果表明:上覆巷道位于覆岩裂隙带影响范围,围岩应力受工作面超前支承压力集中影响,呈先增大后急剧减小的趋势;围岩呈非对称性变形,变形速率随工作面推进呈三段式规律;顶板深部离层呈逐渐增大后平稳趋势,浅部离层呈先增大后减小的趋势。在此基础上提出了采前锚杆索预加固+采后U型棚“补强”巷道支护技术,数值模拟对比结果显示,补强支护后巷道两帮应力增大了9MPa,顶板下沉减少了103mm,巷道薄弱点位移量大幅减小,补强支护控制效果显著。实测结果表明,该支护方案能有效地控制巷道围岩变形,保证了矿井安全生产。 展开更多
关键词 近距离煤层 下伏煤层 采动影响 预加固 围岩稳定性
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物元可拓法在引水隧洞围岩稳定性评价中的应用 被引量:10
11
作者 张书豪 艾亚鹏 +2 位作者 陈健 靳春玲 姬照泰 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期10-18,共9页
为预防和控制引水隧洞中围岩失稳事故的发生,将物元可拓法应用于围岩稳定性评价中。以滇中引水工程为背景,选取滇中引水工程某隧洞段,构建引水隧洞围岩稳定性评价指标体系,划分围岩等级,选用灰色关联分析法(Grey Relational Analysis, G... 为预防和控制引水隧洞中围岩失稳事故的发生,将物元可拓法应用于围岩稳定性评价中。以滇中引水工程为背景,选取滇中引水工程某隧洞段,构建引水隧洞围岩稳定性评价指标体系,划分围岩等级,选用灰色关联分析法(Grey Relational Analysis, GRA)和因子分析法(Factor Analysis, FA)组合确定权重,基于物元可拓模型进行引水隧洞围岩稳定性评价,以期减少目前评价方法中一些不相容现象及其他问题所带来的影响,从而提升长距离特大输水工程围岩稳定性等级评价的精度。结果表明,GRA-FA-物元可拓模型围岩稳定性评价结果与实际等级基本相符,与逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution, TOPSIS)相比,预测评价精度从62.5%提升到87.5%,准确性提升了约25百分点。因此,GRA-FA-物元可拓模型相较以往的评价模型可以更全面和客观地进行引水隧洞围岩稳定性评价,可为其他长距离特大引水工程施工风险评价提供理论支撑。 展开更多
关键词 安全工程 滇中引水工程 围岩稳定性 灰色关联分析法 因子分析法 物元可拓模型
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基于关键块体的井巷围岩稳定性分析及支护研究 被引量:4
12
作者 赵建海 李福佳 +1 位作者 刘艳章 黄诗冰 《中国矿业》 北大核心 2024年第S01期304-311,共8页
为了进一步研究关键块体对巷道围岩稳定性的影响及通过关键块体分析进行支护措施的设计。以蒙库铁矿地下开采某一巷道为研究对象,通过工程地质调查与现场测试工作,对围岩节理裂隙统计与分段,并进行岩块强度试验和岩体的波速测试,获得了... 为了进一步研究关键块体对巷道围岩稳定性的影响及通过关键块体分析进行支护措施的设计。以蒙库铁矿地下开采某一巷道为研究对象,通过工程地质调查与现场测试工作,对围岩节理裂隙统计与分段,并进行岩块强度试验和岩体的波速测试,获得了岩体完整性参数,依据此进行了详细的岩体工程分级,给出不同岩体的分级力学参数,再通过Unwedge进行关键块体分析,对不稳定岩块进行划定,确定了锚喷支护的参数及重点支护位置,然后采用有限元软件模拟开挖过程并分析了开挖过程中围岩及支护的应力应变变化情况,最后进行现场采动应力的监测与分析。研究结果表明:经过关键块体分析,更准确地辨别出可能导致巷道失稳的不稳定岩块,针对关键块体分析结果提出稳定性支护措施,并应用于现场,进行采动应力监测与分析,取得了良好的效果。研究结果在一定程度上为围岩稳定性分析及支护设计提供了可靠依据。 展开更多
关键词 围岩稳定性分析 关键块体 巷道支护 有限元法 体质量分级
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煤巷扩帮增跨围岩稳定性研究及支护参数设计 被引量:2
13
作者 高亮 杜君武 王琳 《煤炭工程》 北大核心 2024年第9期56-64,共9页
井工煤矿开采过程中有时面临原有巷道断面尺寸不能满足正常生产而需要扩帮的情况,针对扩帮增跨存在巷道围岩稳定性降低、扩帮施工工艺及支护设计等问题,以汇兴煤矿5-2煤层北翼盘区带式输送机巷赋存情况和现有支护条件为背景,采用理论分... 井工煤矿开采过程中有时面临原有巷道断面尺寸不能满足正常生产而需要扩帮的情况,针对扩帮增跨存在巷道围岩稳定性降低、扩帮施工工艺及支护设计等问题,以汇兴煤矿5-2煤层北翼盘区带式输送机巷赋存情况和现有支护条件为背景,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了扩帮段围岩安全稳定性和顶板极限跨距,论证了北翼盘区带式输送机巷扩帮增跨可行性;对比分析了扩帮前后围岩应力演化规律、塑性区发育特征和护巷煤柱安全稳定性,并结合巷道支护极限自稳平衡拱理论得出北翼盘区带式输送机巷扩帮前后两帮破坏深度基本不变,扩帮后顶板破坏高度和极限平衡拱高度分别增加了13.1%和10.9%。基于此,确定了扩帮段支护参数,提出了“扩帮前顶板补打锚索、扩帮时及时支护新掘顶板及扩帮侧帮部”的施工工艺。最后,进行了扩帮施工及支护现场应用研究。结果表明,扩帮段围岩内部未见明显裂隙,围岩表面未出现明显片帮和移动变形,巷道整体安全稳定。 展开更多
关键词 煤层巷道 扩帮增跨 数值模拟 围岩稳定性 支护设计 施工工艺
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基于多维联系云的巷道围岩稳定性评价模型 被引量:5
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作者 王政 朱彬 康虔 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第3期156-167,共12页
为提高地下金属矿山巷道围岩稳定性评估的准确性,根据工程实际,选取5个典型影响因素,构建了围岩稳定性评价指标体系,运用区间层次分析法(Improved Analytic Hierarchy Process, IAHP)和改进CRITIC法(Criteria Importance Though Intercr... 为提高地下金属矿山巷道围岩稳定性评估的准确性,根据工程实际,选取5个典型影响因素,构建了围岩稳定性评价指标体系,运用区间层次分析法(Improved Analytic Hierarchy Process, IAHP)和改进CRITIC法(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation, CRITIC)分别计算指标主、客观权重,基于博弈论思想,确定指标最优综合权重,结合多维联系云模型理论,建立了地下金属矿山巷道围岩稳定性综合评价模型。以国内14条巷道工程为样本数据进行模型检验,并与模糊综合、物元可拓判别结果及实际情况进行对比。最后,将模型应用到某金矿巷道围岩稳定性评估中。结果表明,基于博弈论-多维联系云的地下金属矿山巷道围岩稳定性评估结果与现场调查结论完全一致,验证了本模型在巷道围岩稳定性评价方面具有可行性和有效性,可以为地下金属矿山巷道围岩稳定性评估提供一种准确的、可量化分析的新思路。 展开更多
关键词 多维联系云模型 围岩稳定性 区间层次分析法 博弈论 改进CRITIC法
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考虑时空效应的岩溶隧道围岩稳定性分析 被引量:2
15
作者 王楷翔 王晓涛 +1 位作者 宫亮 黄丹 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期717-726,共10页
采用全息三维激光扫描仪精确探查溶洞并获取三维点云数据,快速获取溶洞的几何特征和空间分布等基础数据,基于溶洞分布特征与隧道相对位置提出4种隧道岩溶处置措施。综合考虑施工工艺与工程经济效益,采用C20混凝土回填方案进行溶洞处治... 采用全息三维激光扫描仪精确探查溶洞并获取三维点云数据,快速获取溶洞的几何特征和空间分布等基础数据,基于溶洞分布特征与隧道相对位置提出4种隧道岩溶处置措施。综合考虑施工工艺与工程经济效益,采用C20混凝土回填方案进行溶洞处治。利用MIDAS/GTS-NX对毛家坡隧道岩溶段的溶洞处治及处治后隧道的开挖-支护进行数值模拟,以高精度三维激光扫描探测到的溶洞形态、位置及大小为基础建立空溶洞模型,溶洞处治完成后进行隧道开挖-支护模拟。通过收敛-约束法获取岩溶隧洞开挖推进过程中围岩的纵向变形规律,对岩溶段隧道开挖前后的围岩应力与破坏特征进行研究,分析岩溶段与非岩溶段的围岩支护稳定性。研究结果表明:对比隧道非岩溶段和岩溶段的拱顶沉降与周边收敛,处治后岩溶段的拱顶沉降与水平周边收敛减小,岩溶段的处理措施合理。对比岩溶隧道不同进尺下的围岩纵向变形,开挖进尺与支护结构力负相关。选择合理的开挖进尺,既能保证围岩变形满足规范要求,又能使得支护刚度得到合理运用。 展开更多
关键词 溶隧道 时空效应 三维激光扫描 围岩稳定性
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基于安全系数的地下水封洞库主洞室围岩稳定性研究
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作者 朱杰 杨晨 +3 位作者 崔萌 付跃有 贾红岩 韩萌萌 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第S2期179-191,共13页
为探究地下水封洞库洞室断面形状、洞室间距及埋深对洞库围岩稳定性的影响,根据摩尔-库仑破坏准则的力学含义,建立可行的围岩稳定性判别指标,运用有限元模拟软件,以围岩安全系数、变形、应力为主要判别指标对各工况下围岩稳定性进行研... 为探究地下水封洞库洞室断面形状、洞室间距及埋深对洞库围岩稳定性的影响,根据摩尔-库仑破坏准则的力学含义,建立可行的围岩稳定性判别指标,运用有限元模拟软件,以围岩安全系数、变形、应力为主要判别指标对各工况下围岩稳定性进行研究。研究结果表明:1)在所模拟的单洞工况中,直墙形洞室竖向位移略小于曲墙圆拱形洞室,而水平位移要略大于曲墙形,曲墙形洞室应力分布相对均匀,更有利于围岩稳定。2)地下水封洞库主洞室各部位围岩稳定性不同,其中,洞室底部围岩稳定性较好,其次为顶部围岩,洞室两侧围岩稳定性较差。3)相邻洞室间距增加,围岩稳定性增加,但间距增加至2倍洞跨后,围岩稳定性改善效果不再明显。4)在地下洞室群中,中部洞室竖向位移明显高于边部洞室,边部洞室左右侧壁水平位移值相差较大。5)洞室埋深增加,洞周围岩稳定性会降低,尤其是在洞室埋深为150 m时需采取围岩加固措施,以保证洞室的稳定性。 展开更多
关键词 水封洞库 围岩稳定性 安全系数 洞室间距 数值模拟
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基于多目标可变模糊评价法的导流隧洞围岩稳定性分级研究 被引量:3
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作者 罗宝力 王子茹 《水电能源科学》 北大核心 2009年第3期113-116,共4页
在分析隧洞围岩稳定性影响因素及各因素的重要性基础上,推导了基于可变模糊集理论的围岩稳定性级别划分的多目标可变模糊评价方法。以漫湾水电站#2导流隧洞围岩为例,先确定岩石质量指标、湿抗压强度、岩石完整性系数、结构面强度系数、... 在分析隧洞围岩稳定性影响因素及各因素的重要性基础上,推导了基于可变模糊集理论的围岩稳定性级别划分的多目标可变模糊评价方法。以漫湾水电站#2导流隧洞围岩为例,先确定岩石质量指标、湿抗压强度、岩石完整性系数、结构面强度系数、地下水渗水量,再按现行规范要求将围岩划分五等级,取围岩样品标号1的指标特征值进行多目标可变模糊评价。计算结果表明,围岩稳定性等级为2-4级,与实际情况相符。与可拓扑评价方法相比,采用多目标可变模糊评价结果更为合理可信。 展开更多
关键词 导流隧洞 多目标可变模糊评价方法 围岩稳定性 围岩稳定性分级
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基于组合赋权–未确知测度理论的围岩稳定性评价 被引量:48
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作者 穆成林 黄润秋 +2 位作者 裴向军 裴钻 路军富 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1057-1063,共7页
针对岩体围岩稳定性评价多指标性和不确定性的特点,使用改进的层次分析法和熵值法确定各影响指标权重,并在此基础上,提出一种新的组合赋权规则,得到相对客观准确的结果。依据岩体围岩稳定性影响指标和分级标准,甄选了6个定性指标和8个... 针对岩体围岩稳定性评价多指标性和不确定性的特点,使用改进的层次分析法和熵值法确定各影响指标权重,并在此基础上,提出一种新的组合赋权规则,得到相对客观准确的结果。依据岩体围岩稳定性影响指标和分级标准,甄选了6个定性指标和8个定量指标,采用组合赋权–未确知测度理论耦合评价模型,构建了评价指标未确知测度函数、评价指标组合赋权值、置信度判别准则,对研究评价12处围岩断面进行了稳定性评价,获得了每个围岩断面稳定性等级,并与现场评价和模糊理论评价结果对比,评价结果基本符合实际情况。研究表明:岩体围岩稳定性的组合赋权–未确知测度模型是一种科学合理的方法,确保了评测对象信息的完整性和评测结果的客观性、准确性、可靠性,为工程岩体围岩稳定性的评价分级提供了一种新思维,具有工程实践指导意义。 展开更多
关键词 组合赋权 未确知测度 围岩稳定性 置信度识别 熵值法
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复合顶板大断面煤巷围岩稳定性试验研究 被引量:60
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作者 岳中文 杨仁树 +2 位作者 闫振东 张耀辉 韩朋飞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期47-52,共6页
为探讨复合顶板大断面煤巷围岩渐进性破坏机理,以晋城煤业集团赵庄煤矿为工程背景,采用石膏单元板等相似材料,进行了煤巷开挖掘进、锚杆与锚索一体化支护相似模型试验研究。研究结果表明:分级加载条件下,以泥岩和砂质泥岩为主的复合顶... 为探讨复合顶板大断面煤巷围岩渐进性破坏机理,以晋城煤业集团赵庄煤矿为工程背景,采用石膏单元板等相似材料,进行了煤巷开挖掘进、锚杆与锚索一体化支护相似模型试验研究。研究结果表明:分级加载条件下,以泥岩和砂质泥岩为主的复合顶板大断面巷道围岩底臌严重,围岩两帮移近量相对较小,顶板整体下沉较大;围岩底臌属挤压隆起型,两帮属脆性压裂破坏,顶板破坏呈现出离层破坏特征;顶、底角处的围岩受到水平应力为主的双向应力,其破坏均为剪切型挤压破坏。 展开更多
关键词 复合顶板 大断面煤巷 围岩稳定性 支护技术
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初期支护对软岩隧道围岩稳定性和位移影响分析 被引量:61
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作者 李晓红 李登新 +1 位作者 靳晓光 顾义磊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1207-1210,共4页
软弱岩体隧道开挖后,围岩变形具有异常显著的流变性。基于Poyting-Thomoson模型,对隧道围岩位移进行了粘弹性解析分析,根据所得出的解析解,结合渝(重庆)沙(长沙)高速公路石龙隧道位移监控量测实践,对初期支护后隧道围岩变形特征量进行... 软弱岩体隧道开挖后,围岩变形具有异常显著的流变性。基于Poyting-Thomoson模型,对隧道围岩位移进行了粘弹性解析分析,根据所得出的解析解,结合渝(重庆)沙(长沙)高速公路石龙隧道位移监控量测实践,对初期支护后隧道围岩变形特征量进行了分析对比,结果表明,理论曲线能较好地反映围岩实际位移变化特征。最后通过将支护前后围岩受力状态与单轴和三轴应力状态岩石蠕变进行类比,得知初期支护在一定程度上减小了围岩的最终变形量,可以有效地抑制隧道围岩的变形速率。其结果为确定合理的二次支护时机提供了理论依据,对同类隧道的施工支护具有很好的指导意义和较高的参考价值。 展开更多
关键词 初期支护 隧道 粘弹性 围岩稳定性 位移
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