预应力锚杆对岩体板裂化的控制机制研究

发布时间：2017-08-11 07:45

  本文关键词：预应力锚杆对岩体板裂化的控制机制研究

  更多相关文章： 板裂化破坏 模型试验 预应力锚杆 控制机制 数值模拟

【摘要】：为探究预应力锚杆对岩体板裂化破坏的控制机制,首先进行了岩体板裂化破坏的室内物理模型试验,并运用FLAC数值模拟技术,模拟了平面应变状态下板裂化破坏的形成过程;在此基础上,通过3种不同的预应力锚杆施加方案,进行预应力锚杆对岩体板裂化破坏控制机制的数值试验。研究结果表明:预应力锚杆的作用削弱了裂隙尖端应力集中现象,有效地抑制了岩体内裂隙的扩展与贯通、板裂化破坏的形成;作用在板裂区边界的预应力锚杆,不仅能够抑制板裂化破坏的形成,而且能在一定程度上控制板裂化破坏的范围;作用在板裂破坏区内的预应力锚杆,可有效限制板裂岩体向临空面的位移,体现出提高板裂岩体整体变形刚度的作用。研究结果对认识深埋隧洞围岩板裂化破坏的形成机制、板裂化破坏的合理支护控制以及岩爆防治具有重要指导价值。
【作者单位】： 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室;华北水利水电大学资源与环境学院;
【关键词】： 板裂化破坏 模型试验 预应力锚杆 控制机制 数值模拟
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2014CB046902) 中国科学院科技创新“交叉与合作团队”(人教字〔2012〕119号) 中国科学院知识创新工程重要方向项目(No.KZCX2-EW-QN115) 国家自然科学基金项目(No.41172288,No.51279201)
【分类号】：TU45;TU476
【正文快照】： 1引言目前,我国资源开发正逐步向深部岩体发展,深部岩体具有埋深大、地应力高的特点,如锦屏二级水电站洞室群,由4条引水隧洞、2条辅助洞及1条施工排水洞组成,隧洞最大埋深达2 525 m,工程区最大主应力达63 MPa[1]。规律性的板裂化破裂是深埋隧洞硬脆性围岩的普遍规律和现象[2],

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 侯靖;张春生;单治钢;;锦屏二级水电站深埋引水隧洞岩爆特征及防治措施[J];地下空间与工程学报;2011年06期

2 谭以安;;岩爆岩石断口扫描电镜分析及岩爆渐进破坏过程[J];电子显微学报;1989年02期

3 孙广忠;黄运飞;;高边墙地下洞室洞壁围岩板裂化实例及其力学分析[J];岩石力学与工程学报;1988年01期

4 潘岳,王志强;岩体动力失稳的功、能增量——突变理论研究方法[J];岩石力学与工程学报;2004年09期

5 吴德兴,杨健;苍岭特长公路隧道岩爆预测和工程对策[J];岩石力学与工程学报;2005年21期

6 何满潮;苗金丽;李德建;王春光;;深部花岗岩试样岩爆过程实验研究[J];岩石力学与工程学报;2007年05期

7 吴世勇;龚秋明;王鸽;侯哲生;佘祺锐;;锦屏Ⅱ级水电站深部大理岩板裂化破坏试验研究及其对TBM开挖的影响[J];岩石力学与工程学报;2010年06期

8 马刚;周伟;常晓林;周创兵;;锚杆加固散粒体的作用机制研究[J];岩石力学与工程学报;2010年08期

9 朱维申,张玉军;三峡船闸高边坡节理岩体稳定分析及加固方案初步研究[J];岩石力学与工程学报;1996年04期

10 周瑞忠;岩爆发生的规律和断裂力学机理分析[J];岩土工程学报;1995年06期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 方从严;;加锚岩体力学效应的研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年03期

2 贾东远,阴可,李艳华;岩石边坡稳定性分析方法[J];地下空间;2004年02期

3 邱道宏;陈剑平;张秉鹤;肖云华;;深埋长大公路隧道岩爆预测及防治研究[J];地下空间与工程学报;2006年06期

4 张秉鹤;陈剑平;;某特长公路隧道相对浅埋洞段岩爆机理初探[J];地下空间与工程学报;2006年06期

5 高永涛;周兴国;吴顺川;韩晓强;王艳辉;;深埋隧道白云岩试样岩爆模拟实验研究[J];北京科技大学学报;2010年07期

6 伍颖;王颖;李俊;;基于岩性与应力的岩爆条件试验研究[J];爆破;2009年02期

7 朱珍德,孙钧;裂隙岩体的渗流场与损伤场耦合分析模型及其工程应用[J];长江科学院院报;1999年05期

8 侯永和;胡威东;陈寿根;;超前爆破应力解除法及其应用[J];东北水利水电;2008年11期

9 程雪玲;胡非;赵松年;姜金华;;格子玻尔兹曼方法及其在大气湍流研究中的应用[J];地球科学进展;2007年03期

10 谭以安,孙广忠,郭志;岩爆岩石弹射性能综合指数 K_(rb)判据[J];地质科学;1991年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张胜;汪波;聂亮;张征亮;;明堂山隧道初步设计阶段安全风险识别分析[A];运营安全与节能环保的隧道及地下空间建设第2届学术研讨会交流报告[C];2011年

2 汉京礼;姜耀东;赵毅鑫;;立方体煤岩试样三向变应力路径受载变形特征数值模拟[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年

3 刘宁;;某抽水蓄能电站地下厂房围岩劈裂破坏范围预测[A];抽水蓄能电站工程建设文集(2010)[C];2010年

4 王慧娟;张建海;彭薇薇;佘鸿翔;;黄金坪尾水洞叉管段围岩稳定和加固措施研究[A];第20届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅱ册）[C];2011年

5 施龙青;于小鸽;尹会永;魏久传;朱鲁;刘同彬;;“下四带”理论及其在底板突水评价中的应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年

6 王士民;朱合华;冯夏庭;;脆性岩石破坏数值模拟研究的两个问题[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（上册）[C];2006年

7 苏利军;翁建良;卢文波;;千米深埋隧洞高地应力稳定分析及其工程应用[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（一）[C];2008年

8 向天兵;冯夏庭;陈炳瑞;江权;;开挖与支护应力路径下硬岩破坏过程的真三轴与声发射试验研究[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（一）[C];2008年

9 孙广忠;;板裂介质岩体力学的几个实例[A];岩石力学在工程中的应用——第二次全国岩石力学与工程学术会议论文集[C];1989年

10 刘红亮;栾茂田;;加锚岩体锚固效应的三维有限元数值分析[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 赵同彬;深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究[D];山东科技大学;2009年

2 赵扬锋;煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年

3 刘立鹏;锦屏二级水电站施工排水洞岩爆问题研究[D];中国地质大学（北京）;2011年

4 王旭宏;大同矿区“三硬”煤层冲击地压发生机理研究[D];太原理工大学;2010年

5 马海春;锚固洞室抗爆能力现场实验研究[D];中国科学技术大学;2011年

6 杨文东;复杂高坝坝区边坡岩体的非线性损伤流变力学模型及其工程应用[D];山东大学;2011年

7 陈旭光;高地应力条件下深部巷道围岩分区破裂形成机制和锚固特性研究[D];山东大学;2011年

8 柴红保;基于岩体断裂损伤模型的边坡稳定性研究[D];中南大学;2010年

9 王立锋;预热烧蚀瑞利—泰勒不稳定性射流状尖钉形成机制[D];中国矿业大学（北京）;2011年

10 聂雯;层状砂岩岩爆特性实验研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 潘建武;含单一天然弱面岩石试样的力学特性研究[D];河南理工大学;2010年

2 李怀玉;锚固岩土边坡支护效果的评价方法研究[D];长沙理工大学;2010年

3 汪磊;基于能量原理的岩石边坡稳定性研究[D];武汉工业学院;2010年

4 杜飞翔;糯扎渡水电站大跨度高边墙地下厂房围岩稳定性研究[D];昆明理工大学;2009年

5 杨远清;声发射技术在采空区岩体稳定性预测预报中的应用研究[D];昆明理工大学;2009年

6 刘向飞;块体理论在LPG地下储库围岩稳定性分析中的应用[D];吉林大学;2011年

7 张群;采动诱发断层活化的数值模拟及微震监测研究[D];河南理工大学;2011年

8 黄满斌;深埋隧道岩爆机理与微震监测预警初探[D];大连理工大学;2011年

9 文志武;围岩锚固机理及锚固参数优化研究[D];大连海事大学;2011年

10 陈思阳;大断面黄土隧道稳定性分析[D];兰州理工大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 盛谦 ,任放;三峡船闸高边坡开挖加固数值模拟分析[J];长江科学院院报;1992年01期

2 郭培玺;林绍忠;;粗粒料力学特性的DDA数值模拟[J];长江科学院院报;2008年01期

3 徐林生;卸荷状态下岩爆岩石力学试验[J];重庆交通学院学报;2003年01期

4 李庶林,冯夏庭,王泳嘉,杨念哥;深井硬岩岩爆倾向性评价[J];东北大学学报;2001年01期

5 李世愚,滕春凯,卢振业,刘绮亮,武安绪,吴祥云;裂纹间动态相互作用的实验观测与理论分析──以共线剪切裂纹归并为例[J];地球物理学报;1998年01期

6 陈培善;地震矩张量及其反演（讲座）[J];地震地磁观测与研究;1995年05期

7 张斌,符文熹,任光明,聂德新;深埋长隧道岩爆的预测预报及防治初探[J];地质灾害与环境保护;1999年01期

8 徐林生,王兰生;岩爆形成机理研究[J];重庆大学学报(自然科学版);2001年02期

9 徐林生,唐伯明,慕长春,杨君,蒙华;高地应力与岩爆有关问题的研究现状[J];公路交通技术;2002年04期

10 樊建平;山西省寺铺尖隧道岩爆问题初探[J];河北地质学院学报;1996年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 曹安业;采动煤岩冲击破裂的震动效应及其应用研究[D];中国矿业大学;2009年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 谢凯尚;;预应力锚杆施工过程应注意的问题[J];科技资讯;2011年20期

2 亢志梅;;预应力锚杆施工问题研究[J];科技致富向导;2011年26期

3 刘延科;邓立南;;江苏宜兴抽水蓄能电站预应力锚杆施工技术[J];中国西部科技;2012年07期

4 邱明智;;预应力锚杆技术的应用[J];科技资讯;2006年22期

5 宋卫康;郭院成;丁文其;;预应力锁定值对桩锚复合土钉支护结构的影响研究[J];河南科学;2009年06期

6 李新伟;;浅谈预应力锚杆(索)防护要求[J];西部探矿工程;2006年05期

7 孟祥波;;预应力锚杆柔性支护技术应用的现场监测与分析[J];烟台师范学院学报(自然科学版);2006年02期

8 孟祥波;预应力锚杆柔性支护法的构成与特点[J];烟台师范学院学报(自然科学版);2004年04期

9 魏明良;;预应力锚杆和框架梁结构在雾渡河服务区边坡治理中的应用[J];科协论坛(下半月);2011年04期

10 仉国栋;刘宗仁;李守涛;;预应力锚杆复合土钉支护模拟研究[J];青海大学学报(自然科学版);2007年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 陈茜;于滨;王立云;;高强预应力锚杆张拉及灌浆[A];第九届后张预应力学术交流会论文集[C];2006年

2 姜朋明;盛欢;许为强;;预应力锚杆地震反应分析[A];第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C];2009年

3 李胜军;朱芳清;阎达;;预应力锚杆加固海河堤岸的承载力分析[A];人水和谐及新疆水资源可持续利用——中国科协2005学术年会论文集[C];2005年

4 杨家录;;预应力锚杆设置方式的研究[A];面向21世纪的岩石力学与工程：中国岩石力学与工程学会第四次学术大会论文集[C];1996年

5 吴耀栋;李鹏鸿;;深基坑支护中预应力锚杆设计与施工若干问题[A];吉林省土木建筑学会2012年学术年会论文[C];2012年

6 顾金才;沈俊;;预应力锚杆加固范围研究[A];岩土力学数值方法的工程应用——第二届全国岩石力学数值计算与模型实验学术研讨会论文集[C];1990年

7 刘云;;预应力对拉锚杆的加固应用[A];江苏省地质学会岩土工程专业委员会论文集[C];2003年

8 秦世陶;;龙滩水电站Ⅳ标地下洞室预应力锚杆试验研究及其应用[A];2004水利水电地基与基础工程技术[C];2004年

9 马驰;黄澜涛;;预应力锚杆在地基工程中的实际应用[A];河南省土木建筑学会2009年学术年会论文集[C];2009年

10 郑卫锋;贾金青;;拉格朗日差分法的预应力锚杆数值模拟与应用[A];第十届全国青年岩石力学与工程学术大会论文集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 钟健;综合支护技术在边坡工程中的应用实践[N];广东建设报;2000年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 郑卫锋;深基坑预应力锚杆柔性支护力学性能的研究[D];大连理工大学;2007年

2 叶帅华;黄土地区框架预应力锚杆支护边坡地震动反应及稳定性分析[D];兰州理工大学;2012年

3 代国忠;预应力锚杆早强型水泥浆液试验研究与锚固机理分析[D];吉林大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 曾国洪;新型砂固结预应力锚杆技术及其工程实践[D];河海大学;2006年

2 王克明;垂直预应力锚杆式水泥挡墙支护技术研究[D];同济大学;2007年

3 朱芳清;预应力锚杆的现场试验和数值模拟[D];天津大学;2004年

4 潘晓娟;框架预应力锚杆永久性柔性边坡支护结构的位移计算研究[D];兰州理工大学;2012年

5 朱亚林;预应力锚杆柔性支护方法的数值分析[D];大连理工大学;2004年

6 马龙;预应力锚杆内力传递分布规律及其时空效应研究[D];兰州理工大学;2014年

7 高冰;深基坑预应力锚杆支护的非线性有限元仿真分析[D];江西理工大学;2008年

8 张成龙;深基坑预应力锚杆柔性支护法的数值模拟研究[D];昆明理工大学;2007年

9 郑恒;基于稳定性的框架预应力锚杆边坡支挡结构设计方法研究[D];兰州理工大学;2007年

10 贾绪富;预应力锚杆肋梁支护技术[D];中国海洋大学;2003年

，

本文编号：654966