深部含软弱夹层巷道围岩锚固承载特性及工程应用
发布时间：2022-11-05 15:37
软弱夹层在煤矿沉积地层中广泛存在,使工程岩体具有显著的结构效应,增加了围岩力学性质评估和稳定控制的难度,成为深部巷道围岩失稳致灾的重要影响因素之一。目前,深部巷道围岩稳定控制问题依然突出,且缺乏成熟有效的解决方法。深部含软弱夹层围岩失稳同时涉及强度破坏和结构失稳问题,因此从这两方面研究含软弱夹层巷道围岩承载特性和稳定控制问题意义重大。本文在国家自然科学基金重点项目（51734009）、国家重点研发计划项目（No.2017YFC0603001）和国家自然科学基金项目（51504247）的资助下,以平煤集团四矿千米深井顶板含软弱夹层大变形巷道为工程背景,采用锚固立方体试验、地质力学模型试验、数值计算、理论分析和现场工业性试验验证相结合的研究方法,对深部含软弱夹层巷道围岩承载特性进行了系统研究,获得了如下主要成果与结论:（1）采用人工相似材料制备了120块200×200×200 mm的含软弱夹层锚固立方体试样并对其进行了承载特性试验研究,首次系统地获得了软弱夹层厚度、强度、倾角及锚杆密度、预紧力5个主要因素对锚固体承载特性的影响规律,建立了其与锚固体峰值强度、弹性模量之间的定量关系式。探讨了...
【文章页数】：180 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 问题的提出及研究意义
1.2 研究现状分析
1.3 主要研究内容与创新点
2 含软弱夹层锚固立方体承载特性试验研究
2.1 引言
2.2 试验设计
2.3 含软弱夹层锚固立方体强度特性
2.4 含软弱夹层锚固立方体变形特性
2.5 软弱夹层对锚固立方体破坏模式的影响
2.6 含软弱夹层锚固立方体结构效应与成拱特性分析
2.7 含软弱夹层锚固立方体变形过程中锚杆受力特征分析
2.8 本章小结
3 含软弱夹层巷道围岩承载结构地质力学模型试验研究
3.1 引言
3.2 试验设计与相似材料
3.3 试验方案与模型制作
3.4 含软弱夹层围岩应力演化规律
3.5 围岩变形破坏特征与承载结构分析
3.6 本章小结
4 含软弱夹层巷道围岩成拱特性数值模拟研究
4.1 引言
4.2 压力拱成拱判据
4.3 数值模拟软件选取与本构模型
4.4 数值计算模型与方案
4.5 软弱夹层影响分析
4.6 软弱夹层与硬岩层之间接触面强度影响分析
4.7 支护结构与参数影响分析
4.8 本章小结
5 含软弱夹层巷道围岩组合梁(拱)稳定性理论分析
5.1 引言
5.2 软弱夹层对等效均质体力学参数影响分析
5.3 软弱夹层对顶板组合梁承载能力影响分析
5.4 软弱夹层对顶板压力拱承载能力影响分析
5.5 含软弱夹层围岩稳定控制机理及技术
5.6 本章小结
6 工程应用
6.1 工程概况
6.2 巷道围岩变形破坏原因分析
6.3 支护参数确定
6.4 支护效果分析
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]间歇性动态剪切作用下泥质夹层剪切流变特性[J]. 孙金山,李正川,刘贵应,易兵. 煤炭学报. 2017(07)
[2]高应力软弱夹层顶板大断面巷道三维一体化控制技术研究[J]. 崔旭芳. 煤炭工程. 2017(06)
[3]锚杆锚固对节理岩体剪切性能影响试验研究及机制分析[J]. 刘泉声,雷广峰,彭星新,魏莱,刘建平,潘玉丛. 岩土力学. 2017(S1)
[4]巷道底板软弱夹层厚度对底鼓影响的模拟分析[J]. 李新旺,孙利辉,杨本生,李强强. 采矿与安全工程学报. 2017(03)
[5]Explicit reinforcement models for fully-grouted rebar rock bolts[J]. Navid Bahrani,John Hadjigeorgiou. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2017(02)
[6]单轴压缩下含层理加锚岩石力学特性研究[J]. 腾俊洋,张宇宁,唐建新,张闯,李臣林. 岩土力学. 2017(07)
[7]基于FLAC3D梁单元修正的隧道/巷道拱架支护模拟方法（英文）[J]. Wei-teng LI,Ning YANG,Ting-chun LI,Yu-hua ZHANG,Gang WANG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics ＆ Engineering）. 2017(03)
[8]拉剪作用下节理岩体锚固力学分析模型[J]. 李育宗,刘才华. 岩石力学与工程学报. 2016(12)
[9]真三轴应力条件下层状复合岩石破坏准则[J]. 尹光志,李星,鲁俊,宋真龙. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
[10]我国煤矿巷道锚杆支护技术发展60年及展望[J]. 康红普. 中国矿业大学学报. 2016(06)
博士论文
[1]千米深井综放沿空掘巷围岩变形破坏演化机理及控制研究[D]. 王德超.山东大学 2015
[2]软岩巷道破裂围岩锚固体承载特性及工程应用研究[D]. 孟波.中国矿业大学 2013
[3]断续节理岩体破裂演化特征与锚固控制机理研究[D]. 张茂林.中国矿业大学 2013
[4]深部巷道围岩强度衰减规律研究[D]. 牛双建.中国矿业大学 2011
[5]采矿岩石压力拱演化规律及其应用的研究[D]. 杜晓丽.中国矿业大学 2011
[6]断续节理岩体锚固效应数值模拟方法研究[D]. 秦昊.山东大学 2010
[7]山岭隧道塌方机制及防灾方法[D]. 王迎超.浙江大学 2010
[8]锚杆对断续节理岩体的加固作用机理及应用研究[D]. 杨为民.山东大学 2009
[9]深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究[D]. 赵同彬.山东科技大学 2009
[10]深部巷道围岩破裂演化过程及其控制机理研究与应用[D]. 陈坤福.中国矿业大学 2009
硕士论文
[1]巷道底板软弱夹层对底鼓的影响分析及控制[D]. 李强强.河北工程大学 2017
[2]采场压力拱演化特征及失稳机理分析[D]. 李宁.燕山大学 2014
[3]锚固体力学特性及影响因素的模拟研究[D]. 王洋.煤炭科学研究总院 2014
[4]软弱夹层对隧道围岩稳定性的影响研究[D]. 杨海锋.北京交通大学 2011
[5]含软弱夹层隧道结构受力特征和稳定性研究[D]. 王勇.重庆大学 2011
[6]注浆锚固体强度强化特征及应用研究[D]. 杨阳.河南理工大学 2009
[7]软弱夹层对隧道围岩及支护结构的影响研究[D]. 雷平.长安大学 2008
本文编号：3702873
【文章页数】：180 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 问题的提出及研究意义
1.2 研究现状分析
1.3 主要研究内容与创新点
2 含软弱夹层锚固立方体承载特性试验研究
2.1 引言
2.2 试验设计
2.3 含软弱夹层锚固立方体强度特性
2.4 含软弱夹层锚固立方体变形特性
2.5 软弱夹层对锚固立方体破坏模式的影响
2.6 含软弱夹层锚固立方体结构效应与成拱特性分析
2.7 含软弱夹层锚固立方体变形过程中锚杆受力特征分析
2.8 本章小结
3 含软弱夹层巷道围岩承载结构地质力学模型试验研究
3.1 引言
3.2 试验设计与相似材料
3.3 试验方案与模型制作
3.4 含软弱夹层围岩应力演化规律
3.5 围岩变形破坏特征与承载结构分析
3.6 本章小结
4 含软弱夹层巷道围岩成拱特性数值模拟研究
4.1 引言
4.2 压力拱成拱判据
4.3 数值模拟软件选取与本构模型
4.4 数值计算模型与方案
4.5 软弱夹层影响分析
4.6 软弱夹层与硬岩层之间接触面强度影响分析
4.7 支护结构与参数影响分析
4.8 本章小结
5 含软弱夹层巷道围岩组合梁(拱)稳定性理论分析
5.1 引言
5.2 软弱夹层对等效均质体力学参数影响分析
5.3 软弱夹层对顶板组合梁承载能力影响分析
5.4 软弱夹层对顶板压力拱承载能力影响分析
5.5 含软弱夹层围岩稳定控制机理及技术
5.6 本章小结
6 工程应用
6.1 工程概况
6.2 巷道围岩变形破坏原因分析
6.3 支护参数确定
6.4 支护效果分析
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]间歇性动态剪切作用下泥质夹层剪切流变特性[J]. 孙金山,李正川,刘贵应,易兵. 煤炭学报. 2017(07)
[2]高应力软弱夹层顶板大断面巷道三维一体化控制技术研究[J]. 崔旭芳. 煤炭工程. 2017(06)
[3]锚杆锚固对节理岩体剪切性能影响试验研究及机制分析[J]. 刘泉声,雷广峰,彭星新,魏莱,刘建平,潘玉丛. 岩土力学. 2017(S1)
[4]巷道底板软弱夹层厚度对底鼓影响的模拟分析[J]. 李新旺,孙利辉,杨本生,李强强. 采矿与安全工程学报. 2017(03)
[5]Explicit reinforcement models for fully-grouted rebar rock bolts[J]. Navid Bahrani,John Hadjigeorgiou. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2017(02)
[6]单轴压缩下含层理加锚岩石力学特性研究[J]. 腾俊洋,张宇宁,唐建新,张闯,李臣林. 岩土力学. 2017(07)
[7]基于FLAC3D梁单元修正的隧道/巷道拱架支护模拟方法（英文）[J]. Wei-teng LI,Ning YANG,Ting-chun LI,Yu-hua ZHANG,Gang WANG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics ＆ Engineering）. 2017(03)
[8]拉剪作用下节理岩体锚固力学分析模型[J]. 李育宗,刘才华. 岩石力学与工程学报. 2016(12)
[9]真三轴应力条件下层状复合岩石破坏准则[J]. 尹光志,李星,鲁俊,宋真龙. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
[10]我国煤矿巷道锚杆支护技术发展60年及展望[J]. 康红普. 中国矿业大学学报. 2016(06)
博士论文
[1]千米深井综放沿空掘巷围岩变形破坏演化机理及控制研究[D]. 王德超.山东大学 2015
[2]软岩巷道破裂围岩锚固体承载特性及工程应用研究[D]. 孟波.中国矿业大学 2013
[3]断续节理岩体破裂演化特征与锚固控制机理研究[D]. 张茂林.中国矿业大学 2013
[4]深部巷道围岩强度衰减规律研究[D]. 牛双建.中国矿业大学 2011
[5]采矿岩石压力拱演化规律及其应用的研究[D]. 杜晓丽.中国矿业大学 2011
[6]断续节理岩体锚固效应数值模拟方法研究[D]. 秦昊.山东大学 2010
[7]山岭隧道塌方机制及防灾方法[D]. 王迎超.浙江大学 2010
[8]锚杆对断续节理岩体的加固作用机理及应用研究[D]. 杨为民.山东大学 2009
[9]深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究[D]. 赵同彬.山东科技大学 2009
[10]深部巷道围岩破裂演化过程及其控制机理研究与应用[D]. 陈坤福.中国矿业大学 2009
硕士论文
[1]巷道底板软弱夹层对底鼓的影响分析及控制[D]. 李强强.河北工程大学 2017
[2]采场压力拱演化特征及失稳机理分析[D]. 李宁.燕山大学 2014
[3]锚固体力学特性及影响因素的模拟研究[D]. 王洋.煤炭科学研究总院 2014
[4]软弱夹层对隧道围岩稳定性的影响研究[D]. 杨海锋.北京交通大学 2011
[5]含软弱夹层隧道结构受力特征和稳定性研究[D]. 王勇.重庆大学 2011
[6]注浆锚固体强度强化特征及应用研究[D]. 杨阳.河南理工大学 2009
[7]软弱夹层对隧道围岩及支护结构的影响研究[D]. 雷平.长安大学 2008
本文编号：3702873
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3702873.html
