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深部软岩巷道围岩与锚喷U型钢支护结构相互作用研究
被引量：
1
1
作者
孟庆彬
宋子鸣
+4 位作者
刘滨
黄炳香
浦海
王从凯
辛
学
奎
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期23-36,共14页
收敛-约束法(特性曲线法)是将理论解析、现场实测、工程经验相结合的一种地下工程结构设计方法,是目前分析围岩-支护相互作用关系及开展支护优化设计的常用方法。基于收敛-约束法的基本原理,总结给出了经典的支护特征与支护结构变形方程...
收敛-约束法(特性曲线法)是将理论解析、现场实测、工程经验相结合的一种地下工程结构设计方法,是目前分析围岩-支护相互作用关系及开展支护优化设计的常用方法。基于收敛-约束法的基本原理,总结给出了经典的支护特征与支护结构变形方程,理论计算获得了喷射混凝土、锚杆(索)、U型钢支架等支护结构的支护特征曲线,分析了支护结构的几何尺寸(直径、长度)、间排距、材料强度等参数对支护压力的影响特征;随着喷射混凝土厚度及强度等级的增加,喷射混凝土提供的支护刚度和支护压力逐渐增大;随着锚杆(索)直径、长度、杆体材料强度的增加及间排距的减小,锚杆的支护压力显著增加;U型钢支架的排距越小及材料强度越大,其提供的支护压力越大。采用FLAC^(3D)内嵌的莫尔库伦应变软化本构模型,建立了考虑岩石峰后应变软化与扩容特性的深部软岩巷道数值分析模型,计算获得了不同应力状态下巷道纵剖面变形曲线、围岩特征曲线,分析了锚喷、锚杆(索)喷、锚喷U型钢等3种联合支护技术对深部巷道围岩大变形控制的适用性,验证了锚喷U型钢联合支护技术应用于深部巷道支护工程的可行性。考虑岩石峰后应变软化与扩容特性的应变软化本构模型和经典的莫尔库伦本构模型的数值模拟结果相差较大,采用莫尔库伦本构模型的数值模拟结果保守,支护结构提供的支护压力无法满足深部巷道稳定性控制要求,支护后巷道围岩变形较大甚至会发生冒顶、片帮等安全事故。
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关键词
深部巷道
收敛-约束法
围岩-支护相互作用
巷道支护
下载PDF
职称材料
巷道开挖过程中围岩能量耗散特征
被引量：
1
2
作者
孟庆彬
辛
学
奎
+3 位作者
宋子鸣
宋洋
程争民
王昌
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期142-150,共9页
巷道围岩的变形破坏本质上是能量积聚、耗散及释放综合作用的结果,是能量驱动下的一种状态失稳现象,揭示巷道围岩能量分布规律有利于岩石工程的安全评价和稳定性分析。基于经典弹塑性理论及能量守恒定律,分析了巷道围岩弹性变形能、耗...
巷道围岩的变形破坏本质上是能量积聚、耗散及释放综合作用的结果,是能量驱动下的一种状态失稳现象,揭示巷道围岩能量分布规律有利于岩石工程的安全评价和稳定性分析。基于经典弹塑性理论及能量守恒定律,分析了巷道围岩弹性变形能、耗散能和外力功之间的关系,揭示了外力功与能量的演化规律。采用FLAC^(3D)内嵌的Fish语言编程及二次开发,完成FLAC^(3D)能量计算的功能拓展,并通过算例验证了所开发的能量模块的准确性和合理性;将此能量模块应用于巷道工程,实现了对巷道围岩弹性能量场、耗散能量场的可视化分析,探究了不同断面形状、尺寸对巷道围岩能量场分布及演化规律的影响,且巷道围岩耗散能集中区与主破坏位置基本吻合。从能量角度分析巷道围岩的稳定性,对巷道吸能支护设计具有重要理论意义和应用价值。
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关键词
巷道
能量特征
FLAC^(3D)数值模拟
能量模型
原文传递
题名
深部软岩巷道围岩与锚喷U型钢支护结构相互作用研究
被引量：
1
1
作者
孟庆彬
宋子鸣
刘滨
黄炳香
浦海
王从凯
辛
学
奎
机构
中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室
中国科学院武汉岩土力学研究所岩石力学与工程国家重点试验室
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期23-36,共14页
基金
国家自然科学基金资助项目(52074268,51704280)
国家重点研发计划资助项目(2021YFC2902103)。
文摘
收敛-约束法(特性曲线法)是将理论解析、现场实测、工程经验相结合的一种地下工程结构设计方法,是目前分析围岩-支护相互作用关系及开展支护优化设计的常用方法。基于收敛-约束法的基本原理,总结给出了经典的支护特征与支护结构变形方程,理论计算获得了喷射混凝土、锚杆(索)、U型钢支架等支护结构的支护特征曲线,分析了支护结构的几何尺寸(直径、长度)、间排距、材料强度等参数对支护压力的影响特征;随着喷射混凝土厚度及强度等级的增加,喷射混凝土提供的支护刚度和支护压力逐渐增大;随着锚杆(索)直径、长度、杆体材料强度的增加及间排距的减小,锚杆的支护压力显著增加;U型钢支架的排距越小及材料强度越大,其提供的支护压力越大。采用FLAC^(3D)内嵌的莫尔库伦应变软化本构模型,建立了考虑岩石峰后应变软化与扩容特性的深部软岩巷道数值分析模型,计算获得了不同应力状态下巷道纵剖面变形曲线、围岩特征曲线,分析了锚喷、锚杆(索)喷、锚喷U型钢等3种联合支护技术对深部巷道围岩大变形控制的适用性,验证了锚喷U型钢联合支护技术应用于深部巷道支护工程的可行性。考虑岩石峰后应变软化与扩容特性的应变软化本构模型和经典的莫尔库伦本构模型的数值模拟结果相差较大,采用莫尔库伦本构模型的数值模拟结果保守,支护结构提供的支护压力无法满足深部巷道稳定性控制要求,支护后巷道围岩变形较大甚至会发生冒顶、片帮等安全事故。
关键词
深部巷道
收敛-约束法
围岩-支护相互作用
巷道支护
Keywords
deep roadway
convergence-constraint method
surrounding rock-support interaction
roadway supporting
分类号
TD325.4 [矿业工程—矿井建设]
下载PDF
职称材料
题名
巷道开挖过程中围岩能量耗散特征
被引量：
1
2
作者
孟庆彬
辛
学
奎
宋子鸣
宋洋
程争民
王昌
机构
中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室
中国矿业大学力学与土木工程学院
山西华兴铝业有限公司
出处
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期142-150,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2021YFC2902103)
国家自然科学基金项目(52074268,51704280)。
文摘
巷道围岩的变形破坏本质上是能量积聚、耗散及释放综合作用的结果,是能量驱动下的一种状态失稳现象,揭示巷道围岩能量分布规律有利于岩石工程的安全评价和稳定性分析。基于经典弹塑性理论及能量守恒定律,分析了巷道围岩弹性变形能、耗散能和外力功之间的关系,揭示了外力功与能量的演化规律。采用FLAC^(3D)内嵌的Fish语言编程及二次开发,完成FLAC^(3D)能量计算的功能拓展,并通过算例验证了所开发的能量模块的准确性和合理性;将此能量模块应用于巷道工程,实现了对巷道围岩弹性能量场、耗散能量场的可视化分析,探究了不同断面形状、尺寸对巷道围岩能量场分布及演化规律的影响,且巷道围岩耗散能集中区与主破坏位置基本吻合。从能量角度分析巷道围岩的稳定性,对巷道吸能支护设计具有重要理论意义和应用价值。
关键词
巷道
能量特征
FLAC^(3D)数值模拟
能量模型
Keywords
roadway
energy feature
FLAC^(3D)numerical simulation
energy model
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
深部软岩巷道围岩与锚喷U型钢支护结构相互作用研究
孟庆彬
宋子鸣
刘滨
黄炳香
浦海
王从凯
辛
学
奎
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
下载PDF
职称材料
2
巷道开挖过程中围岩能量耗散特征
孟庆彬
辛
学
奎
宋子鸣
宋洋
程争民
王昌
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
原文传递
已选择
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引证文献
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