深埋洞室围岩分区破裂演化规律及支护技术研究

发布时间：2023-06-03 01:04

　　随着世界经济的高速发展,深部岩体工程的开发与利用成为土木工程领域最活跃的研究方向之一,大量深逾千米的矿山巷道、引水隧洞及石油战备储存工程等大型深埋岩体工程相继开建。然而,深部地下岩体工程的开挖出现了有别于浅部洞室围岩破坏的现象,即分区破裂化现象。由于深部岩体工程是地下工程未来发展的主要趋势,研究深部岩体分区破裂化现象具有极其重要的现实意义。本文在总结分析前人研究成果的基础上,以分区破裂条件下的全长锚固锚杆为研究对象,通过对锚杆受力特征的系统分析,对深埋洞室围岩分区的演化规律进行了反演分析,并提出了针对性的围岩支护方案,主要结论如下:(1)分析了深埋条件下围岩分区破裂的形成过程。深埋洞室开挖初期,围岩应力二次分布,洞壁处形成第一个破裂区。应力再次释放并重新分布,此时该破裂区外边界相当于新的开挖边界,若再次分布的切向峰值支承压力大于弹塑性界面上岩体的极限强度,将形成第二个破裂区。依此类推,直至破坏停止。(2)分析了分区破裂条件下全长锚固锚杆的受力特征。深部洞室开挖后,围岩应力将发生多次重分布,形成围岩分区破裂现象。在此过程中,同段锚杆表面摩阻力在不同时刻的大小不等,同一时刻不同段锚杆表面摩...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状及发展动态分析
        1.2.1 围岩分区破裂现场实测研究现状
        1.2.2 围岩分区破裂理论分析研究现状
        1.2.3 围岩分区破裂控制技术研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 研究方案与技术路线
        1.4.1 研究方案
        1.4.2 技术路线
2 深埋洞室围岩分区破裂时间效应分析
    2.1 洞室开挖后围岩的弹塑性变形分析
        2.1.1 洞室围岩受力模型的建立
        2.1.2 围岩变形破坏基本特征分析
    2.2 深埋洞室围岩分区破裂过程分析
    2.3 弹塑性界面岩体流变力学模型
    2.4 围岩分区破裂力学判据
    2.5 围岩分区破裂时间效应
        2.5.1 弹塑性界面岩体的最大偏应力计算
        2.5.2 洞室围岩分区破裂时刻的确定
    2.6 本章小结
3 围岩分区破裂条件下锚杆受力规律研究
    3.1 洞室围岩—锚杆协调变形的力学机制
        3.1.1 连续变形下围岩—锚杆相互作用分析
        3.1.2 分区破裂时围岩—锚杆相互作用分析
    3.2 锚杆表面摩阻力分布理论分析
        3.2.1 弹性理论法
        3.2.2 荷载传递法
        3.2.3 剪切位移法
    3.3 分区破裂条件下锚杆中性点的确定
        3.3.1 锚杆中性点计算模型的建立
        3.3.2 锚杆中性点位置分析
    3.4 本章小结
4 深埋洞室围岩破裂区空间分布规律研究
    4.1 洞室围岩分区厚度计算
    4.2 洞室围岩破裂区厚度分析
        4.2.1 非破裂区相对外径的确定
        4.2.2 围岩破裂区相对外径的确定
    4.3 围岩破裂区影响因素分析
        4.3.1 工程概况
        4.3.2 围岩破裂区相对外径影响因素分析
        4.3.3 围岩破裂区厚度影响因素分析
    4.4 本章小结
5 深埋洞室围岩分区破裂支护技术研究
    5.1 深埋洞室围岩分区破裂支护设计
        5.1.1 深部洞室围岩支护原理及方法
        5.1.2 分区破裂条件下洞室围岩支护流程
        5.1.3 分区破裂条件下围岩锚杆长度计算
        5.1.4 分区破裂条件下围岩注浆方案设计
    5.2 算例分析
        5.2.1 分区破裂条件下洞室围岩关键参数确定
        5.2.2 分区破裂条件下洞室围岩支护方案设计
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3828369