煤矿斜井管片衬砌结构受力分析
[Abstract]:With the rapid development of national economy, the consumption of coal energy increases year by year, many coal mines have entered the stage of deep mining. Using the safe and efficient TBM construction method to enter the mining face quickly in the form of inclined shaft has become the first choice of deep coal mining at present. How to effectively reduce the plastic deformation pressure acting on segment lining and ensure the long-term safety of tunnel in soft rock with significant creep effect when TBM method is used to build inclined shaft in deep soft rock with high ground stress, how to effectively reduce the plastic deformation pressure acting on segment lining. It has become a key problem in the design and construction of inclined wells. In this paper, based on the TBM long distance test inclined shaft project in Shenhua Xinjie Taigemiao mining area, the basic theory of lining structure design of coal mine roadway (inclined shaft) built by TBM under complex condition is combined with the coal joint fund project <. In view of the characteristics of "large buried depth and soft surrounding rock" in inclined well, the elastic-plastic analysis of deep buried soft rock tunnel based on strain softening model, the reasonable grouting lag distance of TBM construction and the long-term safety study under creep effect are carried out respectively. In order to provide a reference for the construction of single shield TBM soft rock section. The main contents and results of this paper are as follows: (1) based on the strain softening model, the analytical solutions of the displacement, stress and plastic zone range of surrounding rock of deep buried circular roadway under the action of non-axisymmetric loads are derived. The results show that the plastic zone radius of the strain softening model is larger than that of the ideal elastoplastic model, but the distribution of the plastic zone is consistent between the two models. On this basis, the FLAC3D strain softening model is used to simulate the surrounding rock of the tunnel. The effects of different degrees of cohesive softening, internal friction angle softening and shear expansion angle softening on the displacement, plastic zone range and segment stress of the surrounding rock after the excavation of the tunnel are studied. The results show that with the increase of softening degree, the displacement of surrounding rock, the range of plastic zone and the stress of segment are all increased. It is very necessary to consider the strain softening effect of rock mass. (2) with the help of FLAC3D strain softening model to simulate the surrounding rock of tunnel, the excavation and supporting tunnel of single shield TBM with segment reserved compressible layer are numerically simulated. The variation of surrounding rock displacement and segment stress with the lag distance of bean-gravel grouting was studied. The results show that the displacement of surrounding rock increases gradually and the stress of segment decreases with the increase of the lag distance of grouting in the pea gravel bed. On this basis, when the maximum of the first principal stress of the segment begins to be less than the design strength of the segment concrete, the minimum lag distance is taken as the minimum lag distance, and the lag distance of the displacement growth rate of surrounding rock is taken as the reasonable lag distance. Therefore, the reasonable grouting lag distance in different buried depth is determined. (3) the long-term creep effect of soft rock tunnel with large buried depth is studied by using FLAC3D built-in Burgers viscoelastic-plastic creep constitutive model. In order to study the long-term safety of tunnel, the variation law of surrounding rock displacement and segment stress with time within 100 years after completion of inclined shaft in coal mine under different buried depth and different lateral pressure coefficient is analyzed.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD55
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,本文编号:2392430
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