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变埋深下软弱破碎隧道围岩渐进性破坏试验与数值模拟 被引量：88
1
作者 朱合华 黄锋 徐前卫 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1113-1122,共10页
以一定范围内埋深(25～60m)的3车道公路隧道软弱破碎围岩(公路隧道IV级)为研究对象,研制相似模型材料和配套试验设备,再现开挖后围岩的渐进性破坏全过程,分析不同埋深下围岩的应力场特征。通过模型材料室内试验获取岩体相关计算参数,引... 以一定范围内埋深(25～60m)的3车道公路隧道软弱破碎围岩(公路隧道IV级)为研究对象,研制相似模型材料和配套试验设备,再现开挖后围岩的渐进性破坏全过程,分析不同埋深下围岩的应力场特征。通过模型材料室内试验获取岩体相关计算参数,引入弹塑性损伤本构模型对试验工况进行有限元数值模拟,计算结果与模型试验吻合较好。综合模型试验和数值模拟结果,可以得出以下结论:(1)围岩破坏区是隧道塌落荷载的来源,主要集中在拱顶上方区域,在两侧边墙下方和拱底也有局部存在;(2)隧道埋深对围岩破坏区域大小有重要影响,随着埋深的增大,围岩破坏区域呈渐进扩大趋势;(3)围岩内的周向应力在隧道开挖后先升高而后逐渐降低,其最大值所在位置即对应压力拱位置,且该位置随着破坏区域的扩大而不断向围岩内部移动,形成动态压力拱现象;(4)通过对围岩内部周向应力最大值的测试来获取隧道压力拱范围,并进而确定围岩塌落荷载大小,这在理论上是可行的。 展开更多
关键词 隧道工程 围岩 渐进性破坏 模型试验 数值模拟 开挖损伤区
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基于损伤理论的圆形巷道围岩应力场分析 被引量：36
2
作者 李忠华 官福海 潘一山 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z2期160-163,共4页
由于巷道掘进破坏了原岩地应力场,使围岩应力重新分布,应力集中区的高应力造成巷道变形破坏。特别是布置在高地应力区的巷道变形破坏更加严重。因此必须合理准确地计算巷道围岩应力场,为巷道变形破坏计算及稳定性分析提供理论依据。岩... 由于巷道掘进破坏了原岩地应力场,使围岩应力重新分布,应力集中区的高应力造成巷道变形破坏。特别是布置在高地应力区的巷道变形破坏更加严重。因此必须合理准确地计算巷道围岩应力场,为巷道变形破坏计算及稳定性分析提供理论依据。岩体内部存在微裂纹,其发生、扩展、并合,决定了岩石材料的宏观力学性能,因此巷道围岩应力场的计算应该考虑岩石材料的损伤特性。本文基于损伤理论计算得到的不同地应力情况下的圆形巷道围岩应力场,计算结果与实际情况符合得较好。 展开更多
关键词 圆形巷道 围岩 应力场 损伤
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不同水平应力作用下巷道围岩破坏特征的物理模拟试验 被引量：31
3
作者 勾攀峰 张振普 韦四江 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1328-1332,共5页
利用自行研制的YDM-E型采矿工程物理模型试验系统,通过相似材料模拟试验研究不同水平应力作用下锚杆支护巷道以及无支护条件下巷道围岩变形破坏特征.实验结果表明:随着水平应力的提高,巷道无支护情况下顶板呈现楔形冒落;锚杆支护巷道顶... 利用自行研制的YDM-E型采矿工程物理模型试验系统,通过相似材料模拟试验研究不同水平应力作用下锚杆支护巷道以及无支护条件下巷道围岩变形破坏特征.实验结果表明:随着水平应力的提高,巷道无支护情况下顶板呈现楔形冒落;锚杆支护巷道顶板呈现层状整体垮落,当水平应力加大到一定程度,锚固体全部垮落之后,锚固区外亦呈现楔形冒落;巷道底板出现剪切滑移破坏,破坏的外轮廓线呈反拱形;巷道两帮的破坏程度小于顶、底板的破坏程度.因此,高水平应力作用巷道围岩控制的重点在于控制巷道顶、底板. 展开更多
关键词 水平应力 巷道围岩 破坏特征
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高地应力条件下爆破开挖诱发围岩损伤的特性研究 被引量：25
4
作者 杨栋 李海波 +1 位作者 夏祥 罗超文 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1110-1116,1122,共8页
高地应力条件下隧道或硐室钻爆开挖需考虑初始地应力动态卸荷效应,同时其最终损伤形态会受多个因素影响。采用三维有限差分软件FLAC3D讨论了爆破荷载与地应力动态卸荷复合作用下隧道围岩损伤分布,并重点研究了侧压力系数、岩体力学性质... 高地应力条件下隧道或硐室钻爆开挖需考虑初始地应力动态卸荷效应,同时其最终损伤形态会受多个因素影响。采用三维有限差分软件FLAC3D讨论了爆破荷载与地应力动态卸荷复合作用下隧道围岩损伤分布,并重点研究了侧压力系数、岩体力学性质、卸荷速率对围岩损伤范围的影响,最后通过赣龙铁路梅花山隧道开挖损伤区检测结果进行了验证。研究表明,考虑动态卸荷效应的围岩损伤范围明显大于只考虑爆破荷载作用下的围岩损伤范围,在中高地应力条件下,初始地应力动态卸荷对围岩的损伤破坏作用不可忽视;随着侧压力系数逐渐增大,损伤区形态呈现明显的方向性,当侧压力系数为1时,损伤区沿开挖轮廓面分布较为均匀,侧压力系数不为1时,损伤区主要向小主应力方向集中;岩石力学性质越好,损伤范围越小;卸荷速率越快,围岩损伤范围越大,但影响并不十分显著。结果可为高地应力下隧道开挖稳定性分析和支护设计提供一定参考。 展开更多
关键词 岩石力学 围岩损伤 爆破 高地应力
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地下工程施工爆破围岩损伤分区研究 被引量：25
5
作者 唐红梅 周云涛 廖云平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第23期202-206,共5页
基于围岩开挖爆破主频率衰减过程定义损伤变量,得到围岩爆破损伤量随爆心距变化的函数关系式;通过围岩爆破损伤量与爆心距函数关系曲线变化规律以及围岩破坏特征总结得出围岩损伤破坏的5个区,分别为:围岩粉碎区、碎裂区、破裂区、后续... 基于围岩开挖爆破主频率衰减过程定义损伤变量,得到围岩爆破损伤量随爆心距变化的函数关系式;通过围岩爆破损伤量与爆心距函数关系曲线变化规律以及围岩破坏特征总结得出围岩损伤破坏的5个区,分别为:围岩粉碎区、碎裂区、破裂区、后续损伤区(扰动区)和原岩区,并得出对应的分界损伤变量、爆心距以及围岩损伤范围。以龙滩水电站右岸导流洞爆破开挖工程为例,计算结果表明:龙滩水电站右岸导流洞爆破开挖引起的岩体损伤量是爆心距的递减函数,损伤范围依次为0.5 m、0.59 m、3.16 m、8.25 m,损伤范围依次增大,增长率先增大后减小,如粉碎区到碎裂区增长率为15.3%,碎裂区到破裂区为81.3%,破裂区到后续损伤区为61.7%。围岩损伤在破裂区变化最快,此范围内爆破应力波能量衰减急剧,粉碎区、碎裂区、后续损伤区以及原岩区损伤变量随爆心距缓慢递减。实例表明,此损伤分区计算方法具有可靠性。研究成果对于有效评估地下工程施工围岩损伤特性及分析隧洞开挖优化设计具有积极意义。 展开更多
关键词 地下工程 围岩 损伤分区 施工爆破
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隧道成型控制爆破技术及围岩损伤范围研究 被引量：25
6
作者 尹文纲 王海亮 +2 位作者 胡红星 张富强 陈吉辉 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第5期851-856,共6页
为解决因初期支护格栅拱架限制周边眼钻凿精度而引起的隧道周边超欠挖问题,以青岛地铁1号线瓦屋庄站至贵州路站区间工程为例,介绍"长、短眼"控制爆破技术,提出"长、短眼"布置方案,并采用质点峰值振动法和激光隧道... 为解决因初期支护格栅拱架限制周边眼钻凿精度而引起的隧道周边超欠挖问题,以青岛地铁1号线瓦屋庄站至贵州路站区间工程为例,介绍"长、短眼"控制爆破技术,提出"长、短眼"布置方案,并采用质点峰值振动法和激光隧道断面检测仪分别对"长、短眼"爆破技术产生的围岩损伤范围和隧道超欠挖量进行分析和监测。结果表明:1)采用"长、短眼"控制爆破技术,Ⅳ级围岩段隧道周边超欠挖控制在150 mm以内,且理论计算每米进尺回填混凝土节省成本7 182元,可提高工程经济效益;2)长短眼爆破产生的损伤范围为0.29~0.33 m,隧道拱顶沉降、净空收敛量均控制在10 mm以内,施工效果好。 展开更多
关键词 海底隧道 隧道成型 “长、短眼”控制爆破技术 超欠挖 围岩损伤 光面爆破
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考虑刚度和强度劣化时弱胶结软岩巷道围岩的弹塑性损伤分析 被引量：24
7
作者 王渭明 赵增辉 王磊 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2013年第5期679-685,共7页
岩体内部微裂纹的存在及其扩展,会导致岩体产生刚度和强度劣化,使巷道围岩松动范围扩大。通过定义刚度劣化系数和强度劣化系数,考虑弱胶结软岩峰后应变软化和塑性扩容特性,采用损伤理论和三直线应变软化模型,建立了弱胶结软岩巷道围岩... 岩体内部微裂纹的存在及其扩展,会导致岩体产生刚度和强度劣化,使巷道围岩松动范围扩大。通过定义刚度劣化系数和强度劣化系数,考虑弱胶结软岩峰后应变软化和塑性扩容特性,采用损伤理论和三直线应变软化模型,建立了弱胶结软岩巷道围岩弹塑性流动损伤模型,推导了非均匀应力场下围岩分别产生弹性损伤区、塑性软化损伤区和塑性流动损伤区时的应力、位移解析解;探讨了鲁新煤矿弱胶结砂质泥岩巷道的原岩应力水平、刚度劣化、扩容梯度等对围岩的损伤演化及位移场、塑性圈的影响规律。结果表明,剪胀效应对围岩塑性圈的大小及应力响应影响不大,但对塑性区的损伤速度及位移影响很大;原岩应力水平对巷道塑性圈的分布具有显著影响;刚度和强度劣化系数的增大会加快围岩的劣化速度。这些因素在围岩稳定性分析及巷道支护设计中均应引起足够重视。 展开更多
关键词 弱胶结软岩 巷道围岩 刚度劣化 强度劣化 非均匀应力场 损伤演化
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基于蝶形破坏理论的深部巷道围岩控制技术研究 被引量：23
8
作者 王卫军 范磊 +1 位作者 马谕杰 袁超 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期157-167,共11页
现阶段巷道围岩控制仍是煤炭资源深部开采的重大难题之一,而围岩塑性的形成与发展是导致巷道大变形和破坏的主要原因。通过数值模拟研究了巷道塑性区形成与发展规律以及对巷道稳定性的影响,结合理论分析和室内试验研究了锚杆支护的作用... 现阶段巷道围岩控制仍是煤炭资源深部开采的重大难题之一,而围岩塑性的形成与发展是导致巷道大变形和破坏的主要原因。通过数值模拟研究了巷道塑性区形成与发展规律以及对巷道稳定性的影响,结合理论分析和室内试验研究了锚杆支护的作用机理并阐述了支护与围岩变形的内在关系,基于蝶形破坏理论探讨了深部巷道围岩的控制原理,提出深部巷道围岩控制技术并在工程中予以应用。结果显示:(1)锚杆支护能够有效减少围岩变形,但是无法控制巷道不发生变形,即在现有的支护水平下巷道存在着部分无法控制的围岩变形,即“给定变形”,且“给定变形”随巷道埋深的增加不断增大。(2)锚杆支护对于巷道围岩剪胀、滑移等非连续性变形的控制效果明显,而对于完整岩体的连续性变形的影响十分有限。因此,锚杆支护主要是通过控制巷道塑性区内岩体的非连续性变形进而控制巷道的总变形。(3)巷道总变形主要包括“给定变形”和“支护残余变形”2个部分。巷道围岩控制的主要途径就是减少“支护残余变形”。(4)锚杆支护的作用机理要求锚杆的锚固基础必须始终位于完整岩体中,因此巷道开挖后的塑性区形态以及塑性区在服务期内的发展规律对于锚杆支护方式的设计至关重要。巷道塑性区形态及其力学响应的差异性决定了巷道支护方式必须差异化设计。 展开更多
关键词 深部巷道 围岩控制 给定变形 支护机理 蝶形破坏 差异化支护
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大型地下洞室群围岩应力-损伤-渗流耦合分析 被引量：20
9
作者 张巍 肖明 范国邦 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期1813-1818,共6页
以渗透体力来考虑渗流场的力学效应,建立了应力-损伤-渗透系数关系方程来考虑应力和损伤对渗流场的影响,结合岩体结构的三维弹塑性损伤有限元分析,建立了大型地下洞室开挖围岩应力-损伤-渗流耦合的计算模型。该计算模型求解的难度主要... 以渗透体力来考虑渗流场的力学效应,建立了应力-损伤-渗透系数关系方程来考虑应力和损伤对渗流场的影响,结合岩体结构的三维弹塑性损伤有限元分析,建立了大型地下洞室开挖围岩应力-损伤-渗流耦合的计算模型。该计算模型求解的难度主要体现在岩体材料弹塑性、损伤、渗流自由面边界、渗流溢出边界、应力-损伤-渗流相互影响关系等。提出分步迭代法对以上因素进行归纳后按一定顺序分别进行迭代求解,取得了良好的计算效果。将该方法应用于某水电站大型地下洞室群分析,得出了一系列有意义的结论。 展开更多
关键词 地下洞室群 围岩 应力 损伤 渗流 耦合 分步迭代法
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高应力巷道开挖围岩损伤分析 被引量：16
10
作者 张晓君 靖洪文 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2009年第1期45-49,共5页
首先运用岩石破裂过程分析RFPA分别对有、无裂纹情况下的高应力巷道开挖围岩损伤过程进行了分析,随后,对有、无裂纹情况下的高应力巷道开挖围岩损伤进行了理论分析.模拟结果再现了巷道围岩开挖卸荷后声发射变化全过程.数值模拟与理论分... 首先运用岩石破裂过程分析RFPA分别对有、无裂纹情况下的高应力巷道开挖围岩损伤过程进行了分析,随后,对有、无裂纹情况下的高应力巷道开挖围岩损伤进行了理论分析.模拟结果再现了巷道围岩开挖卸荷后声发射变化全过程.数值模拟与理论分析表明:高应力巷道围岩卸荷破坏是个损伤逐渐累积最终演致破坏的过程;垂直方向为最大主应力情况下,损伤主要从两帮开始,然后向两帮深部扩展,扩展到一定程度后沿大主应力方向扩展;卸荷损伤过程受裂纹影响很大,裂纹改变巷道围岩损伤演化过程,对损伤演化过程起主要控制作用;提出的理论分析方法可用于巷道围岩开挖卸荷后损伤破坏情况的分析. 展开更多
关键词 围岩卸荷 裂纹 数值模拟 损伤 声发射
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软弱围岩的蠕变损伤特性及最佳支护时间 被引量：16
11
作者 王永刚 任伟中 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期50-55,共6页
从岩体的蠕变全过程、长期强度和能量耗散的角度,分析软弱围岩的蠕变损伤特性。围岩的蠕变损伤是内部新裂纹产生和不断扩展的结果,是变形损伤与时间损伤效应的耦合。当围岩内应力水平低于其长期强度时,表现为时间损伤效应;当围岩内应力... 从岩体的蠕变全过程、长期强度和能量耗散的角度,分析软弱围岩的蠕变损伤特性。围岩的蠕变损伤是内部新裂纹产生和不断扩展的结果,是变形损伤与时间损伤效应的耦合。当围岩内应力水平低于其长期强度时,表现为时间损伤效应;当围岩内应力水平高于其长期强度时,表现为变形损伤效应。根据软弱围岩的蠕变损伤特性,选择合理的支护时间,使围岩的蠕变变形不至达到加速蠕变阶段,围岩强度不低于其长期强度,则可以有效避免围岩的失稳破坏。运用西原模型引入蠕变损伤变量,采用粘弹塑性理论研究软弱围岩的蠕变变形规律,提出通过位移反分析或蠕变试验方法确定模型中的蠕变参数,进而确定软弱围岩二次支护最佳时间的方法。工程实践证明该方法是合理的。 展开更多
关键词 软弱围岩 蠕变损伤 参数 支护时间 岩土工程
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含水率对泥质粉砂岩损伤劣化规律影响研究 被引量：16
12
作者 张二锋 杨更社 +2 位作者 唐丽云 杨琪 谢卓吾 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期14-20,共7页
为研究分析在高地应力条件下,含水率对泥质粉砂岩损伤劣化和变形破坏规律的影响,据此在15、25和35 MPa的高围压下,通过对干燥、二种自然含水、自然饱水和强制饱水5种不同含水状态的泥质粉砂岩进行三轴压缩试验,研究岩石受到水岩作用对... 为研究分析在高地应力条件下,含水率对泥质粉砂岩损伤劣化和变形破坏规律的影响,据此在15、25和35 MPa的高围压下,通过对干燥、二种自然含水、自然饱水和强制饱水5种不同含水状态的泥质粉砂岩进行三轴压缩试验,研究岩石受到水岩作用对岩石强度、变形特性及其损伤、破坏的影响。研究结果表明:随着含水率的增大泥质粉砂岩的强度、变形特性和破坏模式等损伤劣化规律明显;基于Weibull分布,利用峰值强度和弹性模量,结合含水率与岩石损伤本构模型参数之间的关系,从而建立了可以反映多条试验曲线的统计损伤本构模型。所建立的统计损伤本构模型与试验曲线大致相吻合,可以较好地反映高应力下条件下水岩作用下岩石的水化损伤破坏。 展开更多
关键词 高围压 含水率 泥质粉砂岩 力学特性 岩石损伤
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循环爆破开挖下隧道围岩振动效应与损伤演化的模型实验 被引量：16
13
作者 中国生 敖丽萍 付玉华 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期853-860,共8页
针对推进式循环爆破开挖下隧道围岩振动效应与损伤演化问题,按照相似比理论进行模型实验研究,实验模型采用1∶15比例浇筑制成。通过模拟隧道推进式循环爆破开挖方式,以同一测点处爆破前后岩体声速变化评价隧道围岩损伤程度,探寻爆破参... 针对推进式循环爆破开挖下隧道围岩振动效应与损伤演化问题,按照相似比理论进行模型实验研究,实验模型采用1∶15比例浇筑制成。通过模拟隧道推进式循环爆破开挖方式,以同一测点处爆破前后岩体声速变化评价隧道围岩损伤程度,探寻爆破参量变化对振动效应的影响,探索围岩损伤演化与爆破次数之间的关系。研究结果表明:在最大段药量大致相同情况下,起爆段数对萨道夫斯基公式的介质系数K影响很小,而对萨道夫斯基公式的衰减系数α影响较大;隧道在推进式循环爆破开挖下,同一深度距离爆区相同的测点,其声速降低率存在较大差异,围岩的爆破损伤范围在深度和广度方面均具有典型的各向异性特征;当爆炸参量基本相同时,不同循环爆破开挖下测点的累积声速降低率呈非线性增长趋势;在推进式循环爆破加载下,围岩爆破累积损伤量D与爆破次数n之间存在非线性演化特性,不同的测点具有各自的爆破累积损伤扩展模型,距离爆源越近爆破损伤扩展越快,围岩爆破累积损伤效应具有典型的非线性演化特性和各向异性特征。 展开更多
关键词 爆炸力学 振动效应 模型实验 隧道开挖 循环爆破加载 围岩损伤
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岩溶隧道光面爆破参数优化及其应用研究 被引量：16
14
作者 刘国强 刘彬 +3 位作者 张庆明 张瑞琳 黄锋 童小东 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第S02期50-57,共8页
为控制岩溶隧道爆破施工过程中的超欠挖质量,降低爆破对隧道围岩的扰动,有必要开展光面爆破参数优化研究。采用有限元软件LS-DYNA,建立隧道爆破模型,研究岩溶隧道中不同周边孔间距、抵抗线大小及线装药密度等爆破参数对光面爆破效果的影... 为控制岩溶隧道爆破施工过程中的超欠挖质量,降低爆破对隧道围岩的扰动,有必要开展光面爆破参数优化研究。采用有限元软件LS-DYNA,建立隧道爆破模型,研究岩溶隧道中不同周边孔间距、抵抗线大小及线装药密度等爆破参数对光面爆破效果的影响,分析不同周边眼爆破参数下的围岩损伤厚度及围岩等效应力,提出一种针对岩溶隧道的爆破优化方法。结合大梁子隧道的应用研究,结果表明:对于Ⅲ级灰岩遇拱顶溶洞的隧道开挖,将周边孔炮孔间距从45 cm下调到40 cm,周边孔抵抗线从70 cm下调到60 cm,同时将周边孔线装药密度从0.150 kg/m调整为0.125 kg/m,既能有效改善溶洞对光面爆破效果的影响,减少由超欠挖导致的工程成本增加,也可减少爆破对围岩的扰动,提高隧道整体稳定性。 展开更多
关键词 岩溶隧道 光面爆破 超欠挖 围岩损伤 数值模拟 参数优化
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软弱围岩隧道变形破坏机制及处治措施 被引量：16
15
作者 陶云平 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2016年第1期69-72,共4页
为深入研究软弱围岩隧道产生变形破坏的机制及其处治措施,选取四方山隧道为工程实例,分析其产生局部掉块、拱架剪切变形、塌方等病害的特征。在此基础上研究了该隧道产生变形破坏的机制,从而有针对性地提出了相应的处治措施,并利用数值... 为深入研究软弱围岩隧道产生变形破坏的机制及其处治措施,选取四方山隧道为工程实例,分析其产生局部掉块、拱架剪切变形、塌方等病害的特征。在此基础上研究了该隧道产生变形破坏的机制,从而有针对性地提出了相应的处治措施,并利用数值模拟手段对处治效果进行了全面评价。研究结果表明:1四方山隧道产生变形破坏的主要原因在于其受到水平岩层、地应力、地表防排水、人为因素等的影响;2采取加强初期支护及基底锚注加固措施后,该隧道水平、竖向位移得到有效控制,软弱破碎围岩中的节理、裂隙减少,避免了地下水渗入而引起的基底围岩膨胀;3处治后,隧道初期支护结构的水平位移大幅下降,围岩塑性区范围减小,竖向位移大幅降低,隧道处于稳定状态,塌方变形处治效果良好。 展开更多
关键词 软弱围岩 隧道变形 破坏机理 处治措施
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充填体-围岩组合体声发射特征与损伤本构研究 被引量：15
16
作者 程爱平 舒鹏飞 +2 位作者 张玉山 王平 王明旭 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1238-1245,共8页
金属矿山深部开采时,地压发育显著,充填体-围岩组合体对深部采场稳定性至关重要。本文通过DS2系列全信息声发射系统对充填体-围岩组合体进行单轴压缩下的声发射试验,从声发射事件、振铃计数2个方面分析了充填体-围岩组合体在荷载作用下... 金属矿山深部开采时,地压发育显著,充填体-围岩组合体对深部采场稳定性至关重要。本文通过DS2系列全信息声发射系统对充填体-围岩组合体进行单轴压缩下的声发射试验,从声发射事件、振铃计数2个方面分析了充填体-围岩组合体在荷载作用下的损伤演化特征;并以时间为中间变量,构建了累积声发射振铃计数与充填体-围岩组合体损伤本构方程之间的耦合关系。研究表明:1)应力水平为(60%~100%)Ps时,声发射事件增加速度激增,局部区域密集化,且密集区域主要出现在充填体和围岩接触带处;2)充填体-围岩组合体声发射振铃计数在加载过程中先激增后出现“平静期”,结合声发射参数与应力之间存在的“不对应点”,可为充填体-围岩组合体破坏征兆信息提供依据;3)声发射振铃累计计数随着时间的增加呈“S”形增长,充填体-围岩组合体的破坏模式为延性破坏;4)构建了累积声发射振铃计数与损伤本构方程之间的耦合关系,更能精确地反映充填体-围岩组合体在荷载作用下的损伤演化特征。研究结果为充填体-围岩组合体共同承载稳定性控制提供理论指导。 展开更多
关键词 充填体-围岩 损伤演化 声发射 本构方程
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软岩巷道变形破坏特征及锚注一体化支护技术 被引量：14
17
作者 魏世明 靳梦帆 +1 位作者 禄鑫琰 张泽升 《煤炭工程》 北大核心 2022年第4期34-38,共5页
平煤十矿-320m第二变电所位于砂质泥岩中,受矿压显现影响,巷道底板、两帮出现大变形,普通支护难以满足要求,采用高强锚注一体化支护技术对巷道进行修复。通过钻孔窥视仪对各深度岩层裂隙发育状况进行了观测,并以此为基础对围岩变形破坏... 平煤十矿-320m第二变电所位于砂质泥岩中,受矿压显现影响,巷道底板、两帮出现大变形,普通支护难以满足要求,采用高强锚注一体化支护技术对巷道进行修复。通过钻孔窥视仪对各深度岩层裂隙发育状况进行了观测,并以此为基础对围岩变形破坏特征进行了分析,得出了巷道变形量大、难以支护的原因;借助数值模拟方法对原支护与高强锚注一体化支护方案进行了对比分析,结果表明,高强锚注支护可在很大程度上控制围岩的变形;实际应用效果表明,采用高强锚注一体化支护后巷道在较短时间内即可达到稳定,围岩变形从根本上得到了控制,该技术对控制软岩巷道变形具有明显的技术应用效果。 展开更多
关键词 软岩巷道 巷道变形 围岩破坏 锚注一体化 巷道支护
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高应力区巷道支护结构采动破坏特征研究 被引量：13
18
作者 常立宗 苏学贵 +2 位作者 杜献杰 杨朋博 郭毛毛 《工矿自动化》 北大核心 2021年第3期20-26,共7页
高应力区巷道围岩裂隙发育,支护结构更易受采动影响而失稳破坏,而目前对巷道支护结构在采动过程中破坏演化特征的研究鲜有报道。针对双柳煤矿3316工作面地质特征,采用井下动态载荷实测、原位探测、数值模拟等方法,对3316抽采巷支护结构... 高应力区巷道围岩裂隙发育,支护结构更易受采动影响而失稳破坏,而目前对巷道支护结构在采动过程中破坏演化特征的研究鲜有报道。针对双柳煤矿3316工作面地质特征,采用井下动态载荷实测、原位探测、数值模拟等方法,对3316抽采巷支护结构受采动影响破坏动态演化特征进行研究。结果表明:①采动对高应力区巷道支护结构动态载荷影响明显,采动影响增强系数达2.1~5.8,致使部分锚杆(索)达到屈服极限甚至发生破断,巷道围岩有失稳破坏风险。②采动应力增大引起围岩内部次生裂隙扩展,集中在0~2.44 m范围内,围岩裂隙受采动影响系数为1.92~2.54,围岩黏聚力减小,加速支护结构破坏,导致巷道变形加剧。③采动对支护结构破坏影响具有显著的时效特性,工作面超过测点10~70 m处支护结构受力受采动影响最明显,且两帮支护结构受力具有非对称性。通过优化锚杆强度、锚索直径及间排距等关键支护参数,可有效提高支护强度,巷道顶板变形量为146 mm,较优化前减少了71.7%,实现了巷道围岩稳定控制。 展开更多
关键词 煤炭开采 围岩控制 高应力区巷道 巷道支护 支护结构优化 采动破坏 动态载荷实测 原位探测
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石灰岩损伤演化的断裂力学模型及耦合方程 被引量：10
19
作者 王建秀 朱合华 +1 位作者 唐益群 杨立中 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1320-1324,共5页
采用断裂力学方法分析裂纹起裂条件 ,建立腐蚀损伤岩体水力 (劈裂 )损伤的演化方程 .水化损伤的演化用矩(碟 )形板模型表示 ,用化学动力学的方法———PWP(Plummer Wigley Parkhurst)方程推导出水化损伤的演化方程 ,在此基础上 ,通过拉... 采用断裂力学方法分析裂纹起裂条件 ,建立腐蚀损伤岩体水力 (劈裂 )损伤的演化方程 .水化损伤的演化用矩(碟 )形板模型表示 ,用化学动力学的方法———PWP(Plummer Wigley Parkhurst)方程推导出水化损伤的演化方程 ,在此基础上 ,通过拉剪状态下水化 -水力耦合损伤演化模型 ,建立了水化 -水力耦合损伤演化方程 。 展开更多
关键词 碳酸岩隧道 裂隙围岩 断裂力学分析 水力损伤演化 耦合损伤演化
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动静载荷下巷道围岩裂纹扩展规律的试验研究 被引量：12
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作者 郭东明 闫鹏洋 +2 位作者 薛磊 罗浪 杨俊 《矿业科学学报》 2016年第2期146-154,共9页
为了研究动静载荷耦合作用下巷道围岩裂纹的扩展规律,将PMMA材料加工成含有单裂纹的试件,利用爆炸加载动态焦散线测试系统进行了巷道围岩裂纹扩展规律的试验。研究表明,预制裂纹的扩展位移、试件损伤度以及试验围压之间存在密切联系:扩... 为了研究动静载荷耦合作用下巷道围岩裂纹的扩展规律,将PMMA材料加工成含有单裂纹的试件,利用爆炸加载动态焦散线测试系统进行了巷道围岩裂纹扩展规律的试验。研究表明,预制裂纹的扩展位移、试件损伤度以及试验围压之间存在密切联系:扩展位移与试件损伤度呈负相关的关系;损伤度随围压的增大呈现先增大后减小的变化规律;不同围压条件下,预制裂纹在等量爆炸载荷作用下均出现扩展和止裂交替变化的现象,但预制裂纹扩展位移随着围压的增大呈先减小后增大的变化规律,在0 MPa围压下扩展位移有最大值30.84 mm,在0.4 MPa时扩展位移有最小值10.98 mm。裂纹端部扩展速度与能量释放率关系较为密切:能量释放率增大时,扩展速度会相应增大;预制裂纹扩展速度减小后,受应力波影响,裂纹端部积累能量,能量释放率又会相应增大。 展开更多
关键词 动静载荷 巷道围岩 预制裂纹 焦散线测试系统 裂纹扩展规律 损伤度
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