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聚甲醛纤维增强巷道支护喷射混凝土力学性能研究
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作者 王明强 王光进 +4 位作者 王琦 江贝 王孟来 马郁柏 袁明礼 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期233-238,共6页
随着采矿活动的不断深入,矿山井下巷道支护面临着严峻的挑战。喷射混凝土作为一种常用的支护材料,其力学性能直接影响着巷道的稳定性和安全性。为研究不同长度和掺量的扁平状聚甲醛(POM)纤维对巷道支护材料力学性能的影响,对试样进行抗... 随着采矿活动的不断深入,矿山井下巷道支护面临着严峻的挑战。喷射混凝土作为一种常用的支护材料,其力学性能直接影响着巷道的稳定性和安全性。为研究不同长度和掺量的扁平状聚甲醛(POM)纤维对巷道支护材料力学性能的影响,对试样进行抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和四点弯曲试验,分析各力学指标对喷射混凝土的提升效果,并通过雷达图模型对其进行综合评估。结果表明,掺入POM纤维可以显著提高喷射混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗弯强度,并有效改善混凝土的脆性特性,使其在达到峰值荷载后仍具有一定的残余强度。对各指标进行综合评估,发现掺入长度为36 mm,掺量为7 kg/m^(3)时喷射混凝土的指标最为均衡,综合性能最优;此时对应的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗弯强度较对照组分别提升了42.03%、37.29%、83.67%。研究成果可为POM纤维在巷道支护中的应用提供数据支持。 展开更多
关键词 聚甲醛纤维 巷道支护 喷射混凝土 力学性能 雷达图分析
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基于总安全系数法的喷射混凝土支护承载能力的试验研究 被引量:1
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作者 肖明清 徐晨 +4 位作者 崔岚 盛谦 陈健 谢壁婷 吴鹏 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第3期464-474,共11页
为验证总安全系数法中喷层的荷载结构模型及其安全系数计算方法,研制大型隧道结构模型试验系统,采取结构试验的方法,开展毛洞、不同厚度喷层以及二次衬砌的加载破坏试验。通过围岩和细砂材料的三轴试验明确模型试验中各材料的物理与力... 为验证总安全系数法中喷层的荷载结构模型及其安全系数计算方法,研制大型隧道结构模型试验系统,采取结构试验的方法,开展毛洞、不同厚度喷层以及二次衬砌的加载破坏试验。通过围岩和细砂材料的三轴试验明确模型试验中各材料的物理与力学参数,模拟毛洞、不同厚度喷层以及二次衬砌的加载破坏全过程,依据破坏状态明确喷层与二次衬砌的设计承载能力,试验中监测围岩应力应变、喷层内外侧应变和喷层位移,结合监测结果分析喷层与二次衬砌在承载过程中的变形特征与受力特征,明晰喷层与二次衬砌的承载机制,并与总安全系数法理论计算结果进行对比分析。结果表明:1)在试验断面条件下喷层受力状态为小偏心受压,喷层与围岩之间的粘结能有效传递剪力,从而减少了喷层的弯矩,有利于充分发挥喷层的抗压强度,同厚度情况下喷层的设计承载力要高于二次衬砌;2)试验得到的厚度为2 cm和4 cm喷层的设计承载力比总安全系数法理论计算结果分别大27.0%和22.9%,表明总安全系数法的喷层承载力计算模型是合理的,并具有合适的安全性。 展开更多
关键词 隧道 支护结构设计 喷射混凝土支护 模型试验 总安全系数法 破坏试验 承载能力
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矿山法隧道初期支护中栓钉型钢与喷射混凝土界面黏结滑移本构模型与试验研究 被引量:1
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作者 杨宗林 徐世文 +2 位作者 卢志凯 路军富 李忞芮 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第8期179-185,共7页
[目的]为探明矿山法隧道初期支护中栓钉型钢与喷射混凝土界面黏结滑移本构关系。[方法]以栓钉长度、直径和布置形式为变化参数,设置4组不同工况,进行腹板带栓钉的型钢-喷射混凝土短柱推出试验,分析其破坏模式、荷载-滑移特性和承载力等... [目的]为探明矿山法隧道初期支护中栓钉型钢与喷射混凝土界面黏结滑移本构关系。[方法]以栓钉长度、直径和布置形式为变化参数,设置4组不同工况,进行腹板带栓钉的型钢-喷射混凝土短柱推出试验,分析其破坏模式、荷载-滑移特性和承载力等。[结果及结论]栓钉试件的破坏模式受栓钉数量和强度影响,分为拉裂破坏和胀裂破坏两类;典型的平均黏结强度-相对滑移曲线可分为无滑移段、曲线上升段、曲线下降段和水平残余段;室内试验证明栓钉直径和布置形式是影响承载能力的主要因素;根据受力机制建立带栓钉的型钢与喷射混凝土界面的黏结滑移本构模型,并经室内试验和数值模拟双重验证,表明提出的黏结滑移本构模型精度较高。研究结果可为矿山法隧道型钢与喷射混凝土支护结构设计提供理论支持。 展开更多
关键词 隧道 初期支护 型钢-喷射混凝土 栓钉连接件 黏结-滑移本构关系
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公路隧道型钢喷射混凝土初期支护安全评价研究 被引量:61
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作者 徐帮树 杨为民 +1 位作者 王者超 王育奎 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期248-254,共7页
公路隧道常采用复合式衬砌,按"新奥法"原理进行设计和施工。对于软弱围岩段,采用型钢拱架(或格栅拱架)+注浆+锚喷网联合初期支护形式,型钢喷射混凝土初期支护的安全性评价方法是实现支护动态设计的关键。对初期支护安全性评... 公路隧道常采用复合式衬砌,按"新奥法"原理进行设计和施工。对于软弱围岩段,采用型钢拱架(或格栅拱架)+注浆+锚喷网联合初期支护形式,型钢喷射混凝土初期支护的安全性评价方法是实现支护动态设计的关键。对初期支护安全性评价进行系统研究,建立了型钢喷射混凝土安全性评价数值计算方法。首先,根据监测数据分析围岩最终沉降量、水平收敛值,作为围岩力学参数反演的依据;其次,采用反演的力学参数,通过地层-结构法数值计算型钢拱架喷射混凝土初期支护内力;最后,采用型钢混凝土安全系数计算方法计算和评价初期支护安全性。研究发现,型钢拱架喷射混凝土初期支护能发挥型钢强支护作用,而喷射混凝土达到设计强度后,混凝土起主要支撑作用,型钢间距对提高初期支护安全系数不显著。 展开更多
关键词 型钢喷射混凝土 公路隧道 初期支护 安全系数
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隧道喷射混凝土强度增长规律及硬化速度对初期支护性能影响试验研究 被引量:36
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作者 张德华 刘士海 任少强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1707-1713,共7页
隧道结构的围岩-支护特征曲线理论表明,初期支护强度变化及支护时机将极大地影响隧道周围围岩的变形及应力分布。相应地,作为初期支护重要组成部分的喷射混凝土,其喷射后的强度增长变化规律及硬化速度也极大地影响着围岩的变形及应力重... 隧道结构的围岩-支护特征曲线理论表明,初期支护强度变化及支护时机将极大地影响隧道周围围岩的变形及应力分布。相应地,作为初期支护重要组成部分的喷射混凝土,其喷射后的强度增长变化规律及硬化速度也极大地影响着围岩的变形及应力重分布。为探明喷射混凝土的强度增长规律及其硬化速度对初期支护性能的影响,结合隧道工程实践,进行了一系列喷射混凝土现场试验,建立了喷射混凝土强度和弹性模量增长规律,确定了喷射混凝土硬化速度对初期支护性能的影响规律。分析表明:(1)隧道喷射混凝土早期强度发展较快、较平稳,24 h抗压强度平均值为6.4 MPa,48 h抗压强度平均值为11.4 MPa。(2)在软弱围岩中提高喷混凝土的早期强度十分重要,是控制围岩变形和稳定的关键,喷混凝土早期强度越大,隧道初期支护作用越明显。(3)喷混凝土硬化速度对控制拱顶沉降变形效果较显著。与慢速硬化相比,喷射混凝土快速硬化时拱顶沉降减少10.4%,拱脚处减小17%,边墙水平收敛减少了30.7%。(4)喷射混凝土硬化速度对控制围岩塑性变形方面差异较小。(5)应充分考虑喷射混凝土的强度硬化过程,不考虑喷射混凝土硬化速度会在一定程度上高估初期支护性能,使其相应支护结构位移明显小于考虑硬化速度时相应的结构位移。 展开更多
关键词 隧道喷射混凝土 强度增长 硬化速度 初期支护 变形
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深部软岩巷道喷射钢纤维混凝土支护技术 被引量:31
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作者 周宏伟 谢和平 +3 位作者 董正亮 张志林 张敬书 方晓瑜 《工程地质学报》 CSCD 2001年第4期393-398,共6页
针对深部软岩的基本特征 ,提出了深部软岩巷道支护的新思路 ,即改变现有的锚喷作业顺序 ,并通过在素喷混凝土中掺入适量钢纤维的方法来改善混凝土的整体力学性能 ,使之更好地适应软岩巷道大变形的需要。借助数值模拟 ,进行了支护方案的... 针对深部软岩的基本特征 ,提出了深部软岩巷道支护的新思路 ,即改变现有的锚喷作业顺序 ,并通过在素喷混凝土中掺入适量钢纤维的方法来改善混凝土的整体力学性能 ,使之更好地适应软岩巷道大变形的需要。借助数值模拟 ,进行了支护方案的对比分析 ,并提出了合理的支护方案。该方案在鹤壁矿务局第 10煤矿 - 5 展开更多
关键词 钢纤维混凝土 深部 软岩巷道 支护 煤矿 喷射
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锚喷支护巷道取消喷射混凝土层的研究 被引量:13
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作者 易恭猷 李明远 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期139-143,共5页
介绍了锚喷支护的支护机理、支护效果及存在的问题 ,据此分析了从锚喷支护中取消喷射混凝土的可行性以及相应的措施 ,还分析了这一重大支护改革带来的巨大经济效益和社会效益 。
关键词 锚喷支护 巷道 喷射混凝土 锚杆 支护机理 支护效果
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改性脱硫石膏基喷射混凝土支护结构及其应用 被引量:5
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作者 荣传新 孙世成 +3 位作者 王彬 宋海清 李琳 李冠豪 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第1期67-74,共8页
为了缓解脱硫石膏大量堆置带来的环境压力,对其进行改性处理后,用作巷道喷层支护结构的胶凝材料。采用模型试验以及数值模拟的方法,对改性脱硫石膏基喷射混凝土支护结构的力学特性进行了研究,结果表明:作用于支护结构腿部的荷载对其整... 为了缓解脱硫石膏大量堆置带来的环境压力,对其进行改性处理后,用作巷道喷层支护结构的胶凝材料。采用模型试验以及数值模拟的方法,对改性脱硫石膏基喷射混凝土支护结构的力学特性进行了研究,结果表明:作用于支护结构腿部的荷载对其整体承载力具有决定性的作用,腿部荷载越大,结构的整体承载力越小,且支护结构的破坏形式由整体受压破坏逐渐转变为拱肩部位的压剪破坏,最终发展为腿部受拉破坏。为了验证改性脱硫石膏基喷射混凝土的现场支护效果,在淮南丁集煤矿某联巷进行了现场工业性试验,现场监测数据表明,改性脱硫石膏基喷射混凝土支护结构具有较高的承载能力和抗变形能力,能够满足巷道喷层支护的要求。 展开更多
关键词 改性脱硫石膏 喷射混凝土 巷道支护 模型试验 现场应用
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岩巷掘进快速湿式喷射混凝土支护技术 被引量:27
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作者 马利 许鹏 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第4期5-7,12,共4页
为在锚喷支护中实现快速喷射混凝土作业,采用理论分析和现场试验的方法,在邢台矿区井下采用岩巷湿式喷射混凝土技术的基础上,通过配套设备和工艺改进,实现了锚喷巷道快速湿式喷射混凝土作业,湿式喷射混凝土速度达30m/d,减少了锚喷巷道... 为在锚喷支护中实现快速喷射混凝土作业,采用理论分析和现场试验的方法,在邢台矿区井下采用岩巷湿式喷射混凝土技术的基础上,通过配套设备和工艺改进,实现了锚喷巷道快速湿式喷射混凝土作业,湿式喷射混凝土速度达30m/d,减少了锚喷巷道施工粉尘浓度,回弹率降低至12.15%,从而改善了作业环境、降低了材料消耗,每米巷道使用喷射混凝土材料1.33m3,且湿式喷射混凝土技术混凝土抗压强度提高了37%,为邢台矿区实现湿式喷射混凝土技术的推广应用提供了理论和实践经验。 展开更多
关键词 锚喷支护 湿式喷射混凝土 粉尘浓度 回弹率 混凝土强度
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热害矿井中喷射混凝土支护对风流温升的影响 被引量:4
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作者 孙树魁 孙宇 邴俊德 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 1999年第1期1-4,共4页
主要研究巷道由于采用喷射混凝土支护而使巷道表面凹凸不平,从而导致巷道的散热面积增加,进而影响风流温升的相互之间关系。本文做了对巷道有理论根据的简化.并形成巷道模型,在此基础上进行理论分析,最终得出在热害矿井中喷射混凝土... 主要研究巷道由于采用喷射混凝土支护而使巷道表面凹凸不平,从而导致巷道的散热面积增加,进而影响风流温升的相互之间关系。本文做了对巷道有理论根据的简化.并形成巷道模型,在此基础上进行理论分析,最终得出在热害矿井中喷射混凝土支护是否可继续被采用。 展开更多
关键词 风流 温升 喷射混凝土 热害矿井 矿井支护
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锚喷支护巷道喷射混凝土力学性能试验研究 被引量:8
11
作者 方树林 《煤炭工程》 北大核心 2023年第1期149-155,共7页
为研究煤矿锚喷支护巷道喷射混凝土的力学性能,采用“喷射大板法”在煤矿井下施工现场制作混凝土标准试块,通过实验室试验全面、简捷地测试了喷射混凝土在不同养护龄期下的抗压、抗拉、抗弯、抗剪系列强度以及粘聚力和内摩擦角等力学参... 为研究煤矿锚喷支护巷道喷射混凝土的力学性能,采用“喷射大板法”在煤矿井下施工现场制作混凝土标准试块,通过实验室试验全面、简捷地测试了喷射混凝土在不同养护龄期下的抗压、抗拉、抗弯、抗剪系列强度以及粘聚力和内摩擦角等力学参数。试验结果表明:喷射混凝土的抗压、抗拉强度随时间呈对数式增长规律,前期增长迅速、后期增长缓慢,第7天的增长幅度高达373%~406%,第28d的增长幅度仅为9%~12%;抗弯、抗剪强度随时间呈抛物线式变化规律,前期一直增长,至21d左右达到峰值,最大抗弯、抗剪强度分别为5.04MPa、5.26MPa,之后呈下降趋势,28d抗弯、抗剪强度降幅分别为18%、19%;喷射混凝土28d基准抗拉、抗弯、抗剪强度为3.04MPa、4.11MPa、4.29MPa,分别为抗压强度的7%、9%、10%;喷射混凝土的粘聚力、内摩擦角分别约为C=0.20MPa、φ=50°。试验结果为喷射混凝土力学性能评估和数值模拟参数选取提供了依据。 展开更多
关键词 锚喷支护 喷射混凝土 力学性能 强度参数 粘聚力 内摩擦角
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隧道喷射混凝土支护的曲线结构单元模拟 被引量:2
12
作者 吴洪词 《岩土力学》 EI CAS CSCD 1998年第1期38-44,共7页
将一种新的曲线结构单元引入到块体一弹簧算法中,对圆形断面隧道围岩表面喷射不同混凝土衬砌的支护作用机理以及开挖速度对喷射混凝上材料早期强度的影响等进行分析,得出了一些有意义的结论。
关键词 喷射混凝土 支护机理 曲线结构单元 隧道
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壳体理论与喷射混凝土支护的柔性特征 被引量:5
13
作者 赵成刚 刘素华 《煤矿开采》 2003年第3期7-9,12,共4页
 用壳体理论分析了喷射混凝土支护的柔性特征,得到了支护的"柔度"Δ与硐室半径r0、喷层厚度s的确定关系;给出了支护结构径向位移的计算公式。论证了支护柔度与围岩形变压力的关系,从控制围岩变形方面,探讨了支护结构对保持...  用壳体理论分析了喷射混凝土支护的柔性特征,得到了支护的"柔度"Δ与硐室半径r0、喷层厚度s的确定关系;给出了支护结构径向位移的计算公式。论证了支护柔度与围岩形变压力的关系,从控制围岩变形方面,探讨了支护结构对保持围岩稳定性的机理。 展开更多
关键词 壳体理论 喷射混凝土支护 柔度 硐室 径向位移 薄壁筒 径向抗力 围岩稳定性 喷层厚度
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粉煤灰作为巷道支护喷射混凝土的应用 被引量:1
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作者 涂耀辉 高生枕 《矿业安全与环保》 2003年第5期53-54,共2页
湿排粉煤灰露天堆放,一方面粉尘飞扬影响周边环境;另一方面污染水质,占用土地。因此,研究利用粉煤灰,变废为宝,其经济和社会效益较为显著。
关键词 粉煤灰 巷道支护 喷射混凝土 水灰比 强度 技术经济
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巷道支护加钢筋网喷射混凝土破坏过程的数值模拟
15
作者 宋爱东 南世卿 +3 位作者 杨福军 苏明 李成合 姜艳美 《金属矿山》 CAS 北大核心 2010年第8期39-41,54,共4页
确保喷射混凝土支护方式的有效性是喷射支护的关键,如何事先预测喷射混凝土的破坏模式是矿山建设工程中亟待解决的问题。采用三维真实破坏过程分析系统,对加钢筋网喷射混凝土结构在双向拉伸作用下的破坏过程进行数值模拟,直观再现了喷... 确保喷射混凝土支护方式的有效性是喷射支护的关键,如何事先预测喷射混凝土的破坏模式是矿山建设工程中亟待解决的问题。采用三维真实破坏过程分析系统,对加钢筋网喷射混凝土结构在双向拉伸作用下的破坏过程进行数值模拟,直观再现了喷射混凝土结构中应力场分布及裂纹演化过程。分析其破坏机理,并提出了一些建议,对于工程实践有一定的指导作用。 展开更多
关键词 喷射混凝土 裂缝 非均匀性 巷道支护
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HMI增强剂在喷射混凝土支护中的应用
16
作者 涂敏 袁志明 《中国煤炭》 1995年第11期29-30,共2页
简述了HMI增强剂的作用机理;分析了喷层强度分布规律;在水泥用量降低17%条件下,喷层强度达到并超过了工程要求,且回弹率大大降低。
关键词 HMI增强剂 喷射混凝土支护 矿井支护
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巷道支护用粉煤灰喷射混凝土的研究与应用 被引量:2
17
作者 徐奉章 赵均锋 +2 位作者 郝金超 邢学玲 李小雷 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期124-125,128,共3页
以坑口电厂排放粉煤灰作为混凝土掺合料。室内试验结果表明:粉煤灰混凝土具有早期强度低的缺点,采用双掺技术可以改善喷射混凝土的早期强度,当粉煤灰取代量超过一定数值后,对后期强度影响较小。以平煤集团八矿为研究对象,进行井下巷道... 以坑口电厂排放粉煤灰作为混凝土掺合料。室内试验结果表明:粉煤灰混凝土具有早期强度低的缺点,采用双掺技术可以改善喷射混凝土的早期强度,当粉煤灰取代量超过一定数值后,对后期强度影响较小。以平煤集团八矿为研究对象,进行井下巷道支护试验,结果表明,所有配合比的力学性能都达到了设计的要求,28d强度均大于15MPa,且回弹率与基准配合比相比变化不大,只是粉煤灰喷射混凝土的粉尘浓度随着粉煤灰掺量的增加而增加。 展开更多
关键词 粉煤灰 喷射混凝土 巷道支护
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关于减薄喷射混凝土支护厚度的探讨 被引量:2
18
作者 段振西 《煤矿设计》 北大核心 1999年第8期11-14,共4页
本文在分析喷射混凝土支护现状的基础上,对喷射混凝土支护的设计强度、支护效果与其他支护形式进行了对比分析,重点试验研究了减薄(增大)喷层厚度出现的问题,提出了提高支护强度是减薄喷层厚度的有效方法,并在工程中应用。
关键词 支护强度 喷层厚度 喷射混凝土支护 巷道支护
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基于激光扫描的巷道不规则围岩表面对喷射混凝土支护特性影响分析 被引量:1
19
作者 金开玥 左宇军 +4 位作者 郑禄璟 林健云 潘林 荣鹏 侯元将 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2023年第3期11-15,19,共6页
为研究钻爆法施工巷道围岩表面形状特征对喷射混凝土支护特性的影响,以贵州锦丰金矿为工程背景,采用三维激光扫描仪对巷道围岩表面进行扫描,建立巷道三维模型,使用三维软件剖取巷道实际断面形状,对断面的几何特征进行分析。对标准断面... 为研究钻爆法施工巷道围岩表面形状特征对喷射混凝土支护特性的影响,以贵州锦丰金矿为工程背景,采用三维激光扫描仪对巷道围岩表面进行扫描,建立巷道三维模型,使用三维软件剖取巷道实际断面形状,对断面的几何特征进行分析。对标准断面和实测断面分别建立数值模型,对比分析了喷射混凝土的内力变化及其对围岩的支护效果,结果表明,巷道不规则围岩表面导致喷射混凝土剪力和弯矩明显增大,而对轴力的影响相对较小;巷道围岩凹坑部位多为负弯矩极值点,凸起部位多为正弯矩极值点;在轴力和弯矩共同作用下,凸起部位的喷射混凝土安全系数明显降低,对围岩的支护作用减弱,围岩容易出现拉伸破坏。 展开更多
关键词 巷道围岩 围岩支护 三维激光扫描 钻爆法 不规则围岩表面 喷射混凝土 支护承载能力图
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喷射混凝土早期材料性质对支护效果的影响 被引量:12
20
作者 常燕庭 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 1992年第3期8-16,共9页
作用在喷射混凝土支护上的荷载和隧洞安全度,同下面两者有直接关系:(1)喷射混凝土早期阶段,其刚度和强度随时间的增长过程;(2)掌子面对围岩的临时支护效应及其前进速率。本文利用等价平面应变问题对此进行了探讨,并作了实测分析。文中... 作用在喷射混凝土支护上的荷载和隧洞安全度,同下面两者有直接关系:(1)喷射混凝土早期阶段,其刚度和强度随时间的增长过程;(2)掌子面对围岩的临时支护效应及其前进速率。本文利用等价平面应变问题对此进行了探讨,并作了实测分析。文中所得研究成果可供隧洞开挖施工程序设计参考。 展开更多
关键词 喷射混凝土 围岩 支护 隧洞 开挖
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