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

发布时间：2017-09-02 01:01

  本文关键词：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

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【摘要】：已给出弹塑性变形条件下围岩-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-支护相互作用的全过程解析求解,针对6、5、4 m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ip(1 MPa)相对于原岩应力0p(10 MPa)来说量级太低,控制5~6 m及更大直径的巷道围岩弹塑性变形是无效的,但控制4 m直径的巷道围岩弹塑性变形是有效的;(2)对于直径达5~6 m甚至更大的巷道围岩,若支护结构的剩余支护承载力i2p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。
【作者单位】： 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院;黑龙江科技学院;
【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
【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)
【分类号】：TD353;TU45
【正文快照】： 1引言巷道开挖后,围岩应力将发生显著变化,围岩 将向巷道内空产生很大的径向位移,如巷道顶板下沉,两帮或底板膨胀等。现有支护理论认为,巷道支护结构起到减小围岩径向位移的作用,防止巷道 断面过度缩小及已离散和破坏的围岩发生冒①p*?p0,巷道未开挖时;落[1-2]。一些学者已

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本文编号：775416