基于位移梯度的锚索支护时机与长度对围岩稳定性的影响研究

发布时间：2020-09-22 20:44

　　随着煤矿开采的发展,对深部弱煤岩的变形进行分析和合理支护显得越来越重要。为了选择合理的支护及其布置,本文采用现场试验和flac3d模型数值模拟相结合的方法。首先,通过理论分析,确定影响深部弱煤岩破碎变形的主要因素,通过相关试验测定煤岩的物理力学参数值,建立合理的FLAC3D数值计算模型;然后,通过数值模拟的结果,结合Tecplot后处理软件取出各方向位移值,并用Origin软件对位移量进行拟合,获得围岩不同位置在各方向上所取数据点位移值随距巷道表面距离变化之间的位移梯度函数。位移梯度函数可反映巷道在开挖卸载或施加支护后岩体中不同位置的破碎程度及其分布规律,函数值的绝对值越大,说明岩体的碎胀越显著。结果表明:1)在巷道中的不同方向上,巷道深部岩体受锚索预应力的影响均较大;随着锚索中预应力的增加,其碎胀程度将有较明显的减小。2)在巷道中的不同方向上,巷道浅部岩体受锚索预应力的影响作用有着明显的不同;对于靠近锚索的围岩,即在锚索预应力的有效作用范围之内,施加适当大小的预应力有助于降低该部位的破碎程度;对远离锚索的围岩,即在锚索预应力的有效作用范围之外,施加预应力只会加剧围岩的破碎。3)过大的预应力对巷道表面的岩体的稳定只会产产生副作用,如本模型中,当预应力达到300KN时,围岩表层碎胀程度加剧、最大总位移明显增大。
【学位单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TD32
【部分图文】：

锚杆,锚索,围岩,悬吊作用

安徽建筑大学硕士学位论文插图清单图 1-1 岩石变形曲线图........................................................................................2图 1-2 岩石弹性模量变化图................................................................................2图 2-1 岩石切割及简易切片机.............................................................................5图 2-2 SCM200B 型双端面磨平机.......................................................................5图 2-3 加工成的标准试件示意............................................................................6图 2-4 抗压强度测定试件的加载及破坏示意图................................................7图 3-1 锚杆悬吊作用原理示意..........................................................................14图 3-2 锚杆悬吊作用原理示意..........................................................................12图 3-3 锚杆的组合梁作用未打锚杆..................................................................15

曲线图,岩石变形,曲线图

岩体由原来的三向受力状态转变为两向受力状态，承载能力急剧降低，位形快速增加，随时都有可能发生失稳破坏，造成不可承受的后果。针对这种的情形，在其中进行人为的开采活动，将面临极大的风险，因此，必须对开的巷道进行及时有效的支护，才能确保开挖巷道的安全。1.2 岩石的基本力学性质岩石的力学性质：岩石力学性质是岩石在受外力作用下所表现的性质。岩石的变形特性、强度特性、表面特性等[16-23]。(一)岩石弹性、塑性概念变形有两种情况：一种是外力撤除后岩石的外形和尺寸完全恢复原状，这种称为弹性变形或可逆变形；另一种是外力撤除后岩石的外形和尺寸不能完全而产生残留变形，这种情况称为塑性变形或不可逆变形。衡量岩石弹性的弹性模量： E 波松比： ,u ε` 为横向应变，ε为纵向应

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大学硕士学位论文第一章绪）拉伸时其弹性模量要随载荷的增加而减少。相反，压缩时弹性模量会增加而增加。这是由于在受压缩的情况下，二相邻晶粒的表面原子或表的距离逐渐缩小，使引力增加，相应地也增加了弹性模量；而在拉伸的与此相反。c）岩石的弹性模量不会超过组成它的矿物的弹性模量。这是因为弹性大程度上决定于相互作用的分子力，而岩石中颗粒接触处的相互作用的于矿物颗粒间的相互作用力。文所采用的技术路线图如下图 1 - 2 所示。

【参考文献】