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引水隧洞工程开挖围岩应力分布与支护结构施工安全技术优化
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作者 潘军海 《水利科技与经济》 2025年第4期78-83,共6页
引水隧洞工程在水资源调配和防洪抗旱中发挥着重要作用,但其施工面临围岩应力分布不均和支护结构安全性不足的挑战。研究以奉化区柏坑水库为例,分析围岩的应力分布特征,并提出支护结构设计与施工技术的优化方案。结果显示,选用管径42mm... 引水隧洞工程在水资源调配和防洪抗旱中发挥着重要作用,但其施工面临围岩应力分布不均和支护结构安全性不足的挑战。研究以奉化区柏坑水库为例,分析围岩的应力分布特征,并提出支护结构设计与施工技术的优化方案。结果显示,选用管径42mm、管长6m的小导管,能够显著减少隧洞施工中的拱顶沉降,从而提高施工安全性。优化后的支护结构设计及施工技术能有效降低工程风险,可为引水隧洞的安全施工提供理论依据和实践指导。 展开更多
关键词 应力分布 支护结构 施工技术 隧洞工程 柏坑水库
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深部软岩巷道围岩与锚喷U型钢支护结构相互作用研究 被引量:3
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作者 孟庆彬 宋子鸣 +4 位作者 刘滨 黄炳香 浦海 王从凯 辛学奎 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期23-36,共14页
收敛-约束法(特性曲线法)是将理论解析、现场实测、工程经验相结合的一种地下工程结构设计方法,是目前分析围岩-支护相互作用关系及开展支护优化设计的常用方法。基于收敛-约束法的基本原理,总结给出了经典的支护特征与支护结构变形方程... 收敛-约束法(特性曲线法)是将理论解析、现场实测、工程经验相结合的一种地下工程结构设计方法,是目前分析围岩-支护相互作用关系及开展支护优化设计的常用方法。基于收敛-约束法的基本原理,总结给出了经典的支护特征与支护结构变形方程,理论计算获得了喷射混凝土、锚杆(索)、U型钢支架等支护结构的支护特征曲线,分析了支护结构的几何尺寸(直径、长度)、间排距、材料强度等参数对支护压力的影响特征;随着喷射混凝土厚度及强度等级的增加,喷射混凝土提供的支护刚度和支护压力逐渐增大;随着锚杆(索)直径、长度、杆体材料强度的增加及间排距的减小,锚杆的支护压力显著增加;U型钢支架的排距越小及材料强度越大,其提供的支护压力越大。采用FLAC^(3D)内嵌的莫尔库伦应变软化本构模型,建立了考虑岩石峰后应变软化与扩容特性的深部软岩巷道数值分析模型,计算获得了不同应力状态下巷道纵剖面变形曲线、围岩特征曲线,分析了锚喷、锚杆(索)喷、锚喷U型钢等3种联合支护技术对深部巷道围岩大变形控制的适用性,验证了锚喷U型钢联合支护技术应用于深部巷道支护工程的可行性。考虑岩石峰后应变软化与扩容特性的应变软化本构模型和经典的莫尔库伦本构模型的数值模拟结果相差较大,采用莫尔库伦本构模型的数值模拟结果保守,支护结构提供的支护压力无法满足深部巷道稳定性控制要求,支护后巷道围岩变形较大甚至会发生冒顶、片帮等安全事故。 展开更多
关键词 深部巷道 收敛-约束法 -支护相互作用 巷道支护
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深埋隧道围岩-支护结构稳定性研究 被引量:52
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作者 靳晓光 李晓红 +1 位作者 杨春和 张宪鑫 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1473-1476,共4页
依据隧址区工程地质特征,建立通—渝深埋公路隧道1:1实体模型。通过有限元数值模拟,结合量测资料,分析了隧道按全断面法和台阶法动态施工过程围岩-支护结构屈服接近度、位移和应力特征,以及支护结构钢支撑受力、二次衬砌轴力和弯矩特征... 依据隧址区工程地质特征,建立通—渝深埋公路隧道1:1实体模型。通过有限元数值模拟,结合量测资料,分析了隧道按全断面法和台阶法动态施工过程围岩-支护结构屈服接近度、位移和应力特征,以及支护结构钢支撑受力、二次衬砌轴力和弯矩特征。结果表明,在相同的地质条件和支护条件下,台阶法较全断面法没有明显的优势,为深埋公路隧道优化设计和施工提供了科学依据。 展开更多
关键词 深埋隧道 -支护结构(srss) 位移 应力 数值模拟
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基于收敛——约束法的剪胀——软化型隧道围岩——支护结构相互作用 被引量:1
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作者 赵浩 刘文学 +2 位作者 周书东 张光雄 刘红岩 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第10期45-53,共9页
目前的隧道围岩支护结构计算方法未能很好地同时考虑围岩剪胀及软化特性和中间主应力的共同影响。首先介绍了考虑岩石剪胀及软化效应的隧道围岩力学模型及考虑中间主应力的广义SMP强度准则。而后,根据收敛—约束法中隧道纵向变形曲线、... 目前的隧道围岩支护结构计算方法未能很好地同时考虑围岩剪胀及软化特性和中间主应力的共同影响。首先介绍了考虑岩石剪胀及软化效应的隧道围岩力学模型及考虑中间主应力的广义SMP强度准则。而后,根据收敛—约束法中隧道纵向变形曲线、围岩特征曲线、支护特征曲线的相互关系,建立了能够同时考虑隧道围岩剪胀及软化特性和中间主应力影响的隧道围岩—支护结构相互作用力学模型,并验证了其合理性。最后,采用敏感性分析分别探讨了地应力参数、支护结构参数和岩石参数对围岩最终位移、支护结构最终支护力及变形量的影响。结果表明:地应力的增加将导致围岩变形及塑性区增大,所需支护力增加。中间主应力系数对计算结果有较大影响,应予以考虑;支护结构弹性模量的增加可以提高支护力,并大幅度减少围岩和支护结构变形;岩石弹性模量及临界软化系数的增加可以降低围岩变形及支护结构受力。 展开更多
关键词 石剪胀及软化 广义SMP强度准则 中间主应力 支护结构相互作用 参数敏感性分析
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郑万高铁隧道大型机械化配套全断面法施工围岩-支护结构相互作用力学特性研究 被引量:13
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作者 于丽 蔡闽金 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2018年第8期1316-1323,共8页
为研究郑万高铁大型机械化配套全断面法施工围岩-支护结构相互作用力学特性,依托郑万高铁隧道现场实测数据,确定台阶法和大型机械化配套全断面法2种工法施工的围岩压力分布特征,并采用数值模拟的方法建立围岩-支护结构有限元模型,分析2... 为研究郑万高铁大型机械化配套全断面法施工围岩-支护结构相互作用力学特性,依托郑万高铁隧道现场实测数据,确定台阶法和大型机械化配套全断面法2种工法施工的围岩压力分布特征,并采用数值模拟的方法建立围岩-支护结构有限元模型,分析2种工法对围岩压力和结构内力的影响规律。研究结果表明:1)台阶法多次施工扰动易导致支护结构和围岩之间产生空隙而发生脱空,大型机械化配套全断面法施工对围岩扰动次数少,初期支护快速封闭成环,可保证初期支护及围岩之间良好的密贴性;2)在软弱围岩中,采用大型机械化配套全断面法施工比台阶法更有利于改善结构受力,减缓结构内部偏心受压的程度,能有效发挥拱形隧道结构承载力;3)大型机械化配套全断面法在软弱围岩快速施工、控制支护结构变形、保证支护结构受力安全等方面具有综合优势。 展开更多
关键词 郑万高铁隧道 大型机械化配套全断面法 台阶法 -支护结构 现场监测 数值模拟
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基于监测数据的巷道围岩-支护结构稳定性预测分析 被引量:6
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作者 董红娟 殷卫锋 +2 位作者 栾春雪 卜庆为 于涛 《煤炭工程》 北大核心 2015年第11期104-107,共4页
以新桥煤矿2107轨道巷作为研究对象,采用巷道变形监测和岩石力学理论,建立考虑时间因素在内的围岩变形和锚杆(索)支护载荷方程,通过研究估算围岩在服务年限内的变形量、持续变形速率和锚杆(索)支护载荷变化,判断支护结构发生过载的时间... 以新桥煤矿2107轨道巷作为研究对象,采用巷道变形监测和岩石力学理论,建立考虑时间因素在内的围岩变形和锚杆(索)支护载荷方程,通过研究估算围岩在服务年限内的变形量、持续变形速率和锚杆(索)支护载荷变化,判断支护结构发生过载的时间,为支护工程的隐患排查、制定合理的治理措施赢得主动应对的时间。 展开更多
关键词 变形监测 -支护结构 变形量 变形速率 锚杆支护载荷
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矿山法隧道改扩建围岩及支护结构稳定性研究 被引量:1
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作者 梁晓林 伍圣华 +4 位作者 曾祥泽 宋建 向程彬 黄震 胡冲 《科技通报》 2024年第12期76-83,共8页
为确保G72泉州至南宁高速公路广西桂林至柳州段大端隧道改扩建工程的顺利进行。本文采用有限元数值方法,从单次开挖土体体积、扩建开挖掘进深度、有无锚杆作用、有无超前小导管注浆这几个方面对隧道扩建模型进行研究,总结了不同扩建方... 为确保G72泉州至南宁高速公路广西桂林至柳州段大端隧道改扩建工程的顺利进行。本文采用有限元数值方法,从单次开挖土体体积、扩建开挖掘进深度、有无锚杆作用、有无超前小导管注浆这几个方面对隧道扩建模型进行研究,总结了不同扩建方案时围岩稳定性、衬砌内力、隧道扩建塑性区范围的变化规律,并与现场监测数据进行对比验证。结果表明:随着开挖步距的增加,扩建隧道周围土体各方向最大位移增大明显,减小单次开挖体积、设置锚杆及超前小导管注浆对减小围岩位移均有不同程度的积极作用;锚杆对衬砌轴力影响较小,超前小导管注浆使衬砌内轴力显著增大,锚杆及小导管注浆支护对衬砌结构弯矩影响相较于轴力和剪力小;对比6种不同工况时塑性区范围并结合施工速度、经济效益、支护效果3个方面进行综合比较得出原设计方案为最优施工方案。 展开更多
关键词 隧道改扩建 稳定性 支护结构 塑性区 数值模型
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复杂地质下超长隧道围岩预支护和复合式衬砌结构应用 被引量:1
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作者 张云鹏 《交通世界》 2024年第18期159-161,共3页
为提高隧道稳定度,提出一种复杂地质条件下超长公路隧道围岩支护技术,主要包括预支护方案与加强型复合式衬砌结构的应用。实施期间,先探讨围岩支护稳定性相关影响因素,并设计正交试验开展外围环境分析,再以正交试验结果为依据选用隧道... 为提高隧道稳定度,提出一种复杂地质条件下超长公路隧道围岩支护技术,主要包括预支护方案与加强型复合式衬砌结构的应用。实施期间,先探讨围岩支护稳定性相关影响因素,并设计正交试验开展外围环境分析,再以正交试验结果为依据选用隧道围岩支护技术,确定辅助稳定措施。经工程实践论证,隧道下沉深度在应用该技术后显著减少。 展开更多
关键词 复杂地质 超长隧道 支护 复合式衬砌结构
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深部岩巷精准介入围岩结构支护技术实践 被引量:1
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作者 胡俊峰 肖宁 《陕西煤炭》 2024年第10期175-178,共4页
为有效提升某煤矿深部软岩巷道的围岩控制质量,开展深部岩巷精准介入围岩结构支护技术的实践应用。通过分析深部岩巷变形特征与影响因素,确定该巷道内变形失稳的主要因素有巷道围岩强度较弱、巷道埋深较大及支护方式不合理等,明确支护... 为有效提升某煤矿深部软岩巷道的围岩控制质量,开展深部岩巷精准介入围岩结构支护技术的实践应用。通过分析深部岩巷变形特征与影响因素,确定该巷道内变形失稳的主要因素有巷道围岩强度较弱、巷道埋深较大及支护方式不合理等,明确支护技术方案应以提升巷道围岩粘聚力、加强整体巷道岩石内角摩擦度为基础。实践结果表明,巷道顶板下沉量在支护工序完成后的初期呈现逐渐增大的趋势,并在增长至36 mm的情况下逐渐稳定;巷道两帮的位移程度也呈现出先增大后平稳的趋势,其移近量在逐渐上升至67 mm时趋于稳定;2个月内并未发现显著的围岩表面变形情况,案例巷道的顶板下沉量以及两帮移近量都呈现出了逐渐上升后趋于稳定的情况。 展开更多
关键词 深部 结构 支护技术 顶板下沉量 两帮移近量
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软弱地层公路隧道围岩变形及支护结构受力特性研究
10
作者 胡森森 《交通世界》 2024年第33期134-136,共3页
在软弱地层隧道施工过程中,由于开挖而导致围岩出现挤压应力,从而出现围岩变形的情况。深入研究围岩的力学特性和变形特征,选择可靠有效的支护体系,对确保施工安全具有重要作用。以正在建设的四川某隧道工程为例,在充分了解现场工程地... 在软弱地层隧道施工过程中,由于开挖而导致围岩出现挤压应力,从而出现围岩变形的情况。深入研究围岩的力学特性和变形特征,选择可靠有效的支护体系,对确保施工安全具有重要作用。以正在建设的四川某隧道工程为例,在充分了解现场工程地质条件的基础上,以现场监控量测手段为核心,深入研究了隧道施工期围岩变形情况,支护受力特征及其变化规律。研究结果表明:隧道拱顶下沉与水平收敛变形速率会随着时间的推移逐渐减小,最终趋于平稳,且隧道下部围岩的变形最为显著。锚杆能有效限制围岩变形的发展,需加长拱部锚杆长度。二次衬砌时,需加强拱顶内侧和墙脚外侧配筋,确保支护结构更稳定。 展开更多
关键词 软弱地层 公路隧道 变形 支护结构
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支护参数对软弱围岩隧道辅助坑道支护结构的稳定性影响分析
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作者 冯伟 《工程建设与设计》 2024年第19期133-136,共4页
依托观音坪隧道辅助坑道施工实际,探究隧道结构在穿越软弱围岩时的稳定性问题,并探索最优支护参数。通过采用MIDAS GTS NX数值模拟软件,针对不同围岩等级、不同钢架间距以及不同初期支护材料建立模型,研究不同的围岩等级与支护组合,对... 依托观音坪隧道辅助坑道施工实际,探究隧道结构在穿越软弱围岩时的稳定性问题,并探索最优支护参数。通过采用MIDAS GTS NX数值模拟软件,针对不同围岩等级、不同钢架间距以及不同初期支护材料建立模型,研究不同的围岩等级与支护组合,对初期支护变形及应力、锚杆轴向变形以及钢拱架最大变形等支护结构的稳定性影响。 展开更多
关键词 辅助坑道 软弱 支护结构 稳定性影响
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基于浅埋超大跨隧道的围岩压力与施工期支护结构承载机理的研究
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作者 黄彦枫 《交通世界》 2024年第10期138-140,共3页
通过研究基于浅埋超大跨隧道的围岩压力与施工期支护结构承载机理,发现浅埋超大跨隧道的围岩压力需对多种因素进行考虑。同时,在浅埋超大跨隧道的研究中,还需对支护结构的强度和稳定性等因素进行考虑。因此,对浅埋超大跨隧道围岩压力计... 通过研究基于浅埋超大跨隧道的围岩压力与施工期支护结构承载机理,发现浅埋超大跨隧道的围岩压力需对多种因素进行考虑。同时,在浅埋超大跨隧道的研究中,还需对支护结构的强度和稳定性等因素进行考虑。因此,对浅埋超大跨隧道围岩压力计算方法、施工期支护结构承载机理进行进一步研究,以确保隧道施工的安全性,为隧道工程提供科学依据。 展开更多
关键词 浅埋超大跨隧道 压力 支护结构
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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
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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。 展开更多
关键词 水工隧洞 -支护结构耦合 -力作用 力学特性 相互作用机制 数值模拟
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超大断面隧道施工围岩-支护结构稳定性研究 被引量:7
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作者 齐辉 商成顺 +4 位作者 胡超 李利平 张田涛 周宗青 宋曙光 《人民长江》 北大核心 2020年第9期135-141,共7页
通过设计和实施现场监测试验,对姚家峪超大断面隧道施工过程力学进行研究。结合数学统计分析方法,研究了超大断面隧道以半步CD法施工过程中围岩-支护结构的稳定性。通过对围岩荷载、初支结构应力和锚杆轴力的时空演化规律进行分析得到... 通过设计和实施现场监测试验,对姚家峪超大断面隧道施工过程力学进行研究。结合数学统计分析方法,研究了超大断面隧道以半步CD法施工过程中围岩-支护结构的稳定性。通过对围岩荷载、初支结构应力和锚杆轴力的时空演化规律进行分析得到以下结论:①掌子面开挖到监测断面后的第0~10天为隧道施工危险期,应加强这一施工阶段的落石、垮塌等风险的排查;②拱顶围岩荷载最大且较稳定,中线左侧围岩荷载大于右侧围岩荷载,有明显的偏压现象,应当加强对左洞左侧洞体的监控量测;③初支结构应力空间分布图表现为不规则的“M”形,其分布规律为拱顶初支结构应力最大,左右呈不对称分布;④锚杆轴力在空间上的分布差异较小,隧道整体结构稳定性较好。 展开更多
关键词 超大断面隧道 支护 结构稳定性 半步CD法施工 现场监测试验
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爆炸荷载下刚-柔耦合围岩支护结构二维平板动态损伤破坏特征试验研究 被引量:4
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作者 杨荣周 徐颖 +2 位作者 刘家兴 丁进甫 谢昊天 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2513-2528,共16页
为探究爆炸冲击荷载下以橡胶水泥砂浆(RCM)作为柔性吸能材料的“刚-柔耦合”围岩支护结构的动态稳定性,通过搭建二维平板爆炸冲击试验系统,开展单体平板试件在中心起爆方式下和组合体平板试件在偏心起爆方式下的单孔爆炸冲击荷载试验;... 为探究爆炸冲击荷载下以橡胶水泥砂浆(RCM)作为柔性吸能材料的“刚-柔耦合”围岩支护结构的动态稳定性,通过搭建二维平板爆炸冲击试验系统,开展单体平板试件在中心起爆方式下和组合体平板试件在偏心起爆方式下的单孔爆炸冲击荷载试验;并从炮孔动态膨胀响应特征、剥落区形成机理和爆生裂缝扩展机理3个方面,探究“刚-柔耦合”围岩支护结构二维平板试件的动态损伤破坏特征。最后,从应力波传播和协调变形2个方面分析讨论“刚-柔耦合”围岩支护结构中多层材料间的耦合作用特征与围岩稳定性机理,进一步印证以RCM作为柔性材料的“刚-柔耦合”围岩支护结构降低围岩及其支护结构动力损伤的潜力。研究结果表明:随橡胶体积分数增大,平板试件整体的损伤破坏程度明显减小;尽管RCM单体平板试件的爆后炮孔直径和剥落区面积因橡胶体积分数的增大而有所增大,但RCM有效降低了组合体平板试件的爆后炮孔直径、剥落区面积和爆生裂缝总长度。平板试件在爆炸冲击荷载作用下主要受到爆炸冲击波与爆轰气体的共同作用,尤其在底板对炮孔的封闭约束下,炮孔中也因爆炸能量的瞬间释放形成了向上的聚能射流效应,进一步导致了V形爆坑剥落区的形成。在同一起爆方向下,当橡胶体积分数为60%时,R-R-H和H-R-R的裂缝长度总和最小;在同一橡胶体积分数下,相比于H-R-R,R-R-H的裂缝长度总和最大降低了46.25%。 展开更多
关键词 -柔耦合 支护 爆炸冲击荷载 破坏特征 裂缝扩展
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“内-外复合承载结构”支护技术在软岩巷道围岩控制中的应用 被引量:5
16
作者 刘永忠 《煤炭工程》 北大核心 2017年第6期47-49,52,共4页
为控制刘园子煤矿巷道围岩强烈流变现象,保证长期稳定性,采用现场测试、数值模拟、井下试验及矿压观测的方法,综合分析原支护下围岩变形破坏特征及原因,提出"内-外复合承载结构支护技术"并应用于软岩巷道支护实践中。矿压监... 为控制刘园子煤矿巷道围岩强烈流变现象,保证长期稳定性,采用现场测试、数值模拟、井下试验及矿压观测的方法,综合分析原支护下围岩变形破坏特征及原因,提出"内-外复合承载结构支护技术"并应用于软岩巷道支护实践中。矿压监测结果表明,应用该技术后,锚杆受力稳定,巷道围岩位移较小,无明显离层现象,围岩稳定性增强,对类似条件下软岩巷道治理提供一定借鉴意义。 展开更多
关键词 -外复合承载结构 巷道 控制 巷道支护
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深埋隧道穿煤段围岩-支护结构变形特征研究 被引量:1
17
作者 周华东 黄翎 陈果 《西部探矿工程》 CAS 2012年第1期198-201,共4页
利用围岩位移、锚杆轴力和钢拱架压力等现场监测和有限元数值模拟分析了通渝隧道穿煤段隧道穿过煤段围岩-支护结构变形特征及稳定性分析。研究结果表明:穿煤段受高地应力与岩体结构影响,围岩初期变形剧烈,位移释放量大,整个变形持续时间... 利用围岩位移、锚杆轴力和钢拱架压力等现场监测和有限元数值模拟分析了通渝隧道穿煤段隧道穿过煤段围岩-支护结构变形特征及稳定性分析。研究结果表明:穿煤段受高地应力与岩体结构影响,围岩初期变形剧烈,位移释放量大,整个变形持续时间长,拱顶下沉尤为显著,下沉量约为水平收敛的3倍;围岩浅部较深部变形快、大,且松动圈为2.5~3.0m;隧道环向受力不均等特征。这为深埋隧道穿越煤段设计和施工提供了重要科学依据。 展开更多
关键词 深埋隧道 -支护结构 变形特征 稳定性 数值模拟
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大断面隧道施工过程围岩-支护结构大变形分析
18
作者 郑元芳 李晓东 孙宗杰 《西部探矿工程》 CAS 2008年第11期181-183,共3页
结合某大断面隧道可行性研究,采用ADINA大变性非线性有限元分析软件,分析隧道动态施工过程的围岩大变形行为及支护结构力学特性,为大断面隧道设计、施工方案优化提供科学依据。
关键词 大断面隧道 -支护结构 大变形 数值模拟
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围岩-支护不同接触状态对隧道结构安全性影响分析
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作者 陈小飞 李创 +2 位作者 陈德刚 周明 张素磊 《青岛理工大学学报》 CAS 2023年第4期64-72,共9页
围岩与支护作用关系是隧道工程的核心内容,两者接触状态影响着隧道结构力学状态及服役性能。基于理论分析及数值计算方法,对围岩-支护切向作用关系、衬砌背后空洞等接触状态下隧道结构安全性进行了分析,并得出以下结论:围岩-支护间切向... 围岩与支护作用关系是隧道工程的核心内容,两者接触状态影响着隧道结构力学状态及服役性能。基于理论分析及数值计算方法,对围岩-支护切向作用关系、衬砌背后空洞等接触状态下隧道结构安全性进行了分析,并得出以下结论:围岩-支护间切向作用关系对衬砌内力分布规律及安全性影响显著,围岩-支护间摩擦系数越小,衬砌安全系数分布均匀性越好;衬砌背后空洞作为支护与围岩接触关系的一种极限状况,显著恶化了衬砌结构受力性能,在拱顶“外凸”效应和拱部应力集中作用下,衬砌在拱顶外侧及空洞左右边界内侧开裂;拱部背后空洞条件下衬砌结构最终沿拱顶内侧裂缝扩展至贯穿,裂缝扩展模式也由贯穿之前的张开型裂缝转变为复合型裂缝。研究结论可为隧道结构设计及衬砌病害治理提供参考。 展开更多
关键词 -支护 接触状态 衬砌背后空洞 力学性能 裂缝扩展模式
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高应力软岩巷道围岩与支护结构相互作用分析 被引量:49
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作者 孙闯 张向东 李永靖 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2601-2607,2614,共8页
基于Mohr-Coulomb应变软化模型,将收敛-约束法应用于高应力软岩巷道围岩-支护相互作用分析中,构建典型支护结构特征曲线。以FLAC3D数值模拟软件为工具,分析应变软化模型、剪胀角及不同巷道断面类型对围岩-支护相互作用的影响,并对支护... 基于Mohr-Coulomb应变软化模型,将收敛-约束法应用于高应力软岩巷道围岩-支护相互作用分析中,构建典型支护结构特征曲线。以FLAC3D数值模拟软件为工具,分析应变软化模型、剪胀角及不同巷道断面类型对围岩-支护相互作用的影响,并对支护系统稳定性进行评价。研究结果表明:考虑应变软化行为的围岩所需支护压力与Mohr-Coulomb模型计算结果相差较大,剪胀角对围岩应力释放过程及围岩-支护相互作用影响较小,巷道不同断面形式及断面不同位置点围岩所需支护压力有一定差异性;初期支护系统的稳定性是围岩与支护系统最终稳定的关键,采用收敛-约束法评价高应力软岩巷道初期支护系统的稳定性,对高应力软岩巷道的支护结构设计及施工具有一定指导意义。 展开更多
关键词 高应力软 应变软化 收敛-约束法 -支护相互作用
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