隧道下膏体充填开采长期稳定性研究
发布时间：2021-02-24 04:18
随着我国交通建设行业和采矿行业的发展,隧道下压矿或隧道下伏采空区问题越来越多,不断建设的公路、铁路和地铁等交通设施往往不可避免的穿越矿山采空区,且隧道下压矿的问题也时有发生,因此如何处理采空区与隧道之间的关系,既保证隧道的安全,又尽可能的开采出来有用矿物,成为隧道工程工作者与矿山工程工作者共同面临的问题。论文采用MIDAS GTS开展了隧道下全陷开采与充填开采的数值模拟,分析了全陷开采与充填开采条件下隧道支护结构与围岩的稳定性,探索了隧道围岩受到采动影响的应力场和位移场分布规律,分析了隧道下充填开采时粉煤灰地聚物充填体（简称GCGFB）受腐蚀后的物理与力学特性演化规律及其微观结构演化规律,研究了腐蚀环境隧道下粉煤灰地聚物充填体受腐蚀对隧道围岩稳定性的影响规律,研究结果表明:（1）全陷开采后隧道结构整体受到较大弯矩和轴力作用,隧道两邦小范围受到拉应力作用,隧道围岩沉降值达到20.8mm;充填开采后,隧道承受的拉应力数值出现了减少;比未充填采空区上方围岩下沉值减少4mm,减沉效果明显。（2）充填体受NaCl和Na2SO4腐蚀溶液长期侵蚀作用,其宏...
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
辽宁工程技术大学硕士学位论文8采煤高度为17m，采厚为11.2m，采空区长80m，采空区尺寸效应图如图2.1所示。根据工作区地质环境条件和采空区空间形态，建立3D有限元数值模型。模型整体取南北100m，东西80m，深度87m，并按照采空区空间位置及尺寸确定模型范围，进行有限元网格化分，三维计算模型共划分约8.8万个单元。本构模型选择为弹塑性本构模型，屈服准则为Mohr-column屈服准则，岩石物理、力学参数根据勘察报告获得，建立有限元模型如图2.2所示，隧道结构图如图2.3所示。图2.1采空区尺寸效应图Figure2.1Gobsizeeffectdiagram图2.23D有限元模型网格图Figure2.2Meshdiagramof3Dfiniteelementmodel图2.3隧道结构模型网格图Figure2.3Tunnelstructuremodelgriddiagram
辽宁工程技术大学硕士学位论文8采煤高度为17m，采厚为11.2m，采空区长80m，采空区尺寸效应图如图2.1所示。根据工作区地质环境条件和采空区空间形态，建立3D有限元数值模型。模型整体取南北100m，东西80m，深度87m，并按照采空区空间位置及尺寸确定模型范围，进行有限元网格化分，三维计算模型共划分约8.8万个单元。本构模型选择为弹塑性本构模型，屈服准则为Mohr-column屈服准则，岩石物理、力学参数根据勘察报告获得，建立有限元模型如图2.2所示，隧道结构图如图2.3所示。图2.1采空区尺寸效应图Figure2.1Gobsizeeffectdiagram图2.23D有限元模型网格图Figure2.2Meshdiagramof3Dfiniteelementmodel图2.3隧道结构模型网格图Figure2.3Tunnelstructuremodelgriddiagram
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁路隧道下采煤对隧道稳定性影响分析及对策[J]. 祝伟岗. 煤炭工程. 2017(11)
[2]矿区开采与隧道建设的安全性相互影响分析[J]. 秦清华. 煤炭技术. 2017(08)
[3]聚羧酸减水剂对超细全尾砂膏体性能的影响[J]. 饶运章,邵亚建,肖广哲,孙翔,黄永刚. 中国有色金属学报. 2016(12)
[4]粉煤灰–水泥基膏体微观结构分形表征及动力学特征[J]. 程海勇,吴爱祥,王贻明,王洪江,王少勇. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[5]酸性环境中富水充填材料腐蚀及劣化机理[J]. 刘娟红,高萌,吴爱祥. 工程科学学报. 2016(09)
[6]典型氯盐环境中富水充填材料腐蚀及劣化机理[J]. 高萌,刘娟红,吴爱祥,赵向辉. 中南大学学报(自然科学版). 2016(08)
[7]纤维增强膏体充填材料的宏细观试验[J]. 马国伟,李之建,易夏玮,郭利杰. 北京工业大学学报. 2016(03)
[8]碳酸盐溶液中富水充填材料的腐蚀及劣化机理[J]. 高萌,刘娟红,吴爱祥. 工程科学学报. 2015(08)
[9]胶结充填体内部微观结构演化及其长期强度模型试验[J]. 徐文彬,潘卫东,丁明龙. 中南大学学报(自然科学版). 2015(06)
[10]胶结尾砂充填体渗流特性的试验与模拟[J]. 吴迪,孙光华,黄刚. 中南大学学报(自然科学版). 2015(03)
博士论文
[1]金川低成本充填胶凝材料及高浓度料浆管输特性研究[D]. 王有团.北京科技大学 2015
[2]膏体充填控制覆岩变形与地表沉陷的理论研究与实践[D]. 常庆粮.中国矿业大学 2009
硕士论文
[1]下伏采空区段公路隧道结构安全评估及施工控制技术研究[D]. 黄永鹏.西南交通大学 2018
[2]充填体碳化及其机理研究[D]. 兰文涛.山东理工大学 2014
[3]四川省邻水民营煤矿开采对环境影响分析及对策[D]. 张会明.成都理工大学 2009
本文编号：3048772
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
辽宁工程技术大学硕士学位论文8采煤高度为17m，采厚为11.2m，采空区长80m，采空区尺寸效应图如图2.1所示。根据工作区地质环境条件和采空区空间形态，建立3D有限元数值模型。模型整体取南北100m，东西80m，深度87m，并按照采空区空间位置及尺寸确定模型范围，进行有限元网格化分，三维计算模型共划分约8.8万个单元。本构模型选择为弹塑性本构模型，屈服准则为Mohr-column屈服准则，岩石物理、力学参数根据勘察报告获得，建立有限元模型如图2.2所示，隧道结构图如图2.3所示。图2.1采空区尺寸效应图Figure2.1Gobsizeeffectdiagram图2.23D有限元模型网格图Figure2.2Meshdiagramof3Dfiniteelementmodel图2.3隧道结构模型网格图Figure2.3Tunnelstructuremodelgriddiagram
辽宁工程技术大学硕士学位论文8采煤高度为17m，采厚为11.2m，采空区长80m，采空区尺寸效应图如图2.1所示。根据工作区地质环境条件和采空区空间形态，建立3D有限元数值模型。模型整体取南北100m，东西80m，深度87m，并按照采空区空间位置及尺寸确定模型范围，进行有限元网格化分，三维计算模型共划分约8.8万个单元。本构模型选择为弹塑性本构模型，屈服准则为Mohr-column屈服准则，岩石物理、力学参数根据勘察报告获得，建立有限元模型如图2.2所示，隧道结构图如图2.3所示。图2.1采空区尺寸效应图Figure2.1Gobsizeeffectdiagram图2.23D有限元模型网格图Figure2.2Meshdiagramof3Dfiniteelementmodel图2.3隧道结构模型网格图Figure2.3Tunnelstructuremodelgriddiagram
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁路隧道下采煤对隧道稳定性影响分析及对策[J]. 祝伟岗. 煤炭工程. 2017(11)
[2]矿区开采与隧道建设的安全性相互影响分析[J]. 秦清华. 煤炭技术. 2017(08)
[3]聚羧酸减水剂对超细全尾砂膏体性能的影响[J]. 饶运章,邵亚建,肖广哲,孙翔,黄永刚. 中国有色金属学报. 2016(12)
[4]粉煤灰–水泥基膏体微观结构分形表征及动力学特征[J]. 程海勇,吴爱祥,王贻明,王洪江,王少勇. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[5]酸性环境中富水充填材料腐蚀及劣化机理[J]. 刘娟红,高萌,吴爱祥. 工程科学学报. 2016(09)
[6]典型氯盐环境中富水充填材料腐蚀及劣化机理[J]. 高萌,刘娟红,吴爱祥,赵向辉. 中南大学学报(自然科学版). 2016(08)
[7]纤维增强膏体充填材料的宏细观试验[J]. 马国伟,李之建,易夏玮,郭利杰. 北京工业大学学报. 2016(03)
[8]碳酸盐溶液中富水充填材料的腐蚀及劣化机理[J]. 高萌,刘娟红,吴爱祥. 工程科学学报. 2015(08)
[9]胶结充填体内部微观结构演化及其长期强度模型试验[J]. 徐文彬,潘卫东,丁明龙. 中南大学学报(自然科学版). 2015(06)
[10]胶结尾砂充填体渗流特性的试验与模拟[J]. 吴迪,孙光华,黄刚. 中南大学学报(自然科学版). 2015(03)
博士论文
[1]金川低成本充填胶凝材料及高浓度料浆管输特性研究[D]. 王有团.北京科技大学 2015
[2]膏体充填控制覆岩变形与地表沉陷的理论研究与实践[D]. 常庆粮.中国矿业大学 2009
硕士论文
[1]下伏采空区段公路隧道结构安全评估及施工控制技术研究[D]. 黄永鹏.西南交通大学 2018
[2]充填体碳化及其机理研究[D]. 兰文涛.山东理工大学 2014
[3]四川省邻水民营煤矿开采对环境影响分析及对策[D]. 张会明.成都理工大学 2009
本文编号：3048772
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