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深部矿产资源开采矿井建设模式及其关键技术 被引量：47
1
作者 刘志强 宋朝阳 +4 位作者 纪洪广 刘书杰 谭杰 程守业 宁方波 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期826-845,共20页
深部矿产资源开采是我国资源持续供给和保障经济高速发展的重要物质支撑,井巷工程作为进入深部开采的安全通道是进入深部开采的咽喉,因此,深部矿井建设关键技术是实现深部矿产资源开采的重要技术支撑。基于深部矿产开采矿井工程设计与... 深部矿产资源开采是我国资源持续供给和保障经济高速发展的重要物质支撑,井巷工程作为进入深部开采的安全通道是进入深部开采的咽喉,因此,深部矿井建设关键技术是实现深部矿产资源开采的重要技术支撑。基于深部矿产开采矿井工程设计与装备制造先行的理念,深部矿井建设模式、优化设计与理论、矿井建设技术与智能装备、智能监控技术体系、矿井建设与生态环境互馈等方面亟待取得突破。系统分析了矿井赋存地质条件探查、数据融合反演与透明化重构技术及其亟待攻克的科学问题;梳理了深部矿井井巷优化设计方法、建设模式、建井提运装备的发展现状和面临的难题;基于深部井巷围岩"应力调控-改性-支护"理念,提出了围岩应力调控技术,地面预注浆加固、抗渗、降-隔-保温技术等围岩改性技术,以及矿井工程支护结构等围岩控制理论与及其关键技术;提出了深井智能掘进装备与智能控制系统研发体系,梳理了机械破岩掘进装备制造与发展趋势,从高效破岩与排渣、装备构成与空间优化、精确智能钻井控制3个方面分析了上排渣竖井掘进机设计与制造亟需攻克的科学问题与技术难题;围绕破岩掘进复杂工序智能监控、围岩与井壁结构稳定智能监控、井筒内运行设备智能监控,提出了深部矿井全生命周期智能监控系统与关键技术体系。基于以上深部矿井开拓模式的优化设计、建井装备及其相应关键技术工艺的深入思考和分析,有望为深部矿井安全高效绿色建设提供解决思路。 展开更多
关键词 矿井建设 智能化 围岩支护 注浆 掘进 风险监控
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山岭隧道工程的技术进步 被引量：20
2
作者 孙钧 《西部探矿工程》 CAS 2000年第1期1-6,共6页
较全面地论述了山岭隧道工程近年来的技术进步，回顾了我国隧道建设事业的发展和当前全球范围内隧道工程现代化的主要反映。文中着重介绍了：１、隧道施工技术进步的要点—对新奥法（ＮＡＴＭ）的改进和挪威工法（ＮＭＴ）；２、对特长... 较全面地论述了山岭隧道工程近年来的技术进步，回顾了我国隧道建设事业的发展和当前全球范围内隧道工程现代化的主要反映。文中着重介绍了：１、隧道施工技术进步的要点—对新奥法（ＮＡＴＭ）的改进和挪威工法（ＮＭＴ）；２、对特长隧道两种布置方案的比选；３、隧道地质超前预报的地震方法—ＴＳＰ技术；４、隧道施工机械与监测仪具和设备，包括：ＴＢＭ 的应用与展望；钢钎维砼支护及其喷射机械手；隧道施工监测手段自动化和隧道整体测量与监控系统。 展开更多
关键词 隧道工程 施工技术 技术进步 围岩支护
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变形速率比值判据与猫山隧道工程验证 被引量：27
3
作者 李世煇 宋军 《中国工程科学》 2002年第6期85-91,共7页
为了初步解决新奥法隧道工程支护初期缺乏有效的、定量的围岩稳定性判据以及塌方事故多见的技术难题 ,文章论述了变形速率比值判据假说的依据 ,得出阈值的方法及应用中常的五种典型情况 ;猫山公路隧道施工中正反两方面的演绎证明 ,两个... 为了初步解决新奥法隧道工程支护初期缺乏有效的、定量的围岩稳定性判据以及塌方事故多见的技术难题 ,文章论述了变形速率比值判据假说的依据 ,得出阈值的方法及应用中常的五种典型情况 ;猫山公路隧道施工中正反两方面的演绎证明 ,两个断面应用变形速率比值判据预报险情 ,化险为夷 ,另一断面中止应用此判据后 ,发生大塌方 ;变形速率比值判据是一种典型信息法 ,是一种假说—演绎方法 ,是从定性到定量综合集成法的一种初步应用。 展开更多
关键词 猫山隧道 塌方事故 变形速率比值判据 典型信息法 假说--演绎方法 综合集成法 围岩支护
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超大跨度隧道预应力锚杆——锚索协同支护机理 被引量：25
4
作者 罗基伟 张顶立 +4 位作者 房倩 李奥 刘道平 于霖 洪学飞 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期71-82,共12页
探索运用1种新型支护形式预应力锚杆—锚索协同支护体系,在京张高铁八达岭长城站大跨过渡段跨度极大(32.7 m)且围岩质量极差(Ⅴ级围岩)的情况下保障隧道安全建设。通过现场监测,研究预应力锚杆—锚索的力学行为,结合现场围岩微震监测,... 探索运用1种新型支护形式预应力锚杆—锚索协同支护体系,在京张高铁八达岭长城站大跨过渡段跨度极大(32.7 m)且围岩质量极差(Ⅴ级围岩)的情况下保障隧道安全建设。通过现场监测,研究预应力锚杆—锚索的力学行为,结合现场围岩微震监测,分析预应力锚杆—锚索协同支护机理。结果表明:预应力锚杆、锚索的轴力均由初始预应力、预应力损失和被动支护力3部分决定;在隧道开挖过程中,锚杆和锚索的轴力演化过程可分为预应力快速损失、轴力波动和轴力稳定3个阶段,且预应力锚杆轴力沿自由段非均匀分布,锚杆自由段存在多个中性点;预应力锚杆锚固于浅层围岩内部,与被锚固岩体组成组合拱结构承担围岩荷载;预应力锚索锚固于深层围岩区域,调动深层围岩的承载力承担围岩荷载,并提高锚杆组合拱的稳定性;预应力锚杆—锚索协同作用实现了超大跨度隧道围岩的有效支护。 展开更多
关键词 超大跨度隧道 围岩支护 预应力 锚杆 锚索 协同支护 八达岭长城站
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切顶卸压沿空留巷支护方法研究 被引量：21
5
作者 孙江 邢素琴 《煤炭工程》 北大核心 2021年第12期33-38,共6页
为了研究哈拉沟煤矿切顶卸压沿空留巷支护问题,采用数值模拟与实验方法对切顶卸压沿空留巷矿压特征与支护方法进行了系统分析。结果表明:切顶卸压沿空留巷方法可以切断巷道与采空区顶板覆岩的应力传导路径,使顶板一定范围出现应力卸压区... 为了研究哈拉沟煤矿切顶卸压沿空留巷支护问题,采用数值模拟与实验方法对切顶卸压沿空留巷矿压特征与支护方法进行了系统分析。结果表明:切顶卸压沿空留巷方法可以切断巷道与采空区顶板覆岩的应力传导路径,使顶板一定范围出现应力卸压区,有效控制巷道变形发展;巷帮采用U29型钢结合钢筋网支护,巷内超前区采用排距为1m的单体液压支架,滞后区采用液压支柱联合U型钢,稳定区采用“一梁三柱”支护方法,可取得较好的支护效果,保障了哈拉沟煤矿切顶卸压沿空留巷巷道围岩的稳定性。 展开更多
关键词 切顶卸压 沿空留巷 围岩支护 岩层移动 联合支护
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深井软岩巷道均衡让压控制技术 被引量：20
6
作者 赵家巍 柏建彪 +3 位作者 卞卡 袁崇亮 王君得 赵红超 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第4期40-44,共5页
针对海石湾煤矿深井软岩巷道支护困难的问题,依据围岩强度强化理论及能量平衡理论对其进行力学分析,采用数值模拟和工业性试验的方法,提出高强预应力均衡让压围岩控制思路。通过在锚杆托盘与螺母之间加装一个恒阻让压管,巷道不同部位的... 针对海石湾煤矿深井软岩巷道支护困难的问题,依据围岩强度强化理论及能量平衡理论对其进行力学分析,采用数值模拟和工业性试验的方法,提出高强预应力均衡让压围岩控制思路。通过在锚杆托盘与螺母之间加装一个恒阻让压管,巷道不同部位的让压管随巷道围岩应力变化产生相应的变形,使巷道围岩处于均衡受力状态。工业性试验表明:锚杆的均衡让压作用可使巷道围岩充分释放初期弹性变形能,并提高支护系统的可靠性,试验巷道25～35d即进入稳定状态,顶板最大位移量为130mm,两帮最大移近量为110mm,断面收缩率降低了50%,解决了海石湾煤矿深井软岩巷道支护难题。 展开更多
关键词 软岩巷道 均衡让压 围岩支护 弹性变形能 耦合结构
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近距离煤层水力压裂切顶卸压护巷技术研究 被引量：21
7
作者 刘爱卿 《煤炭工程》 北大核心 2020年第4期38-42,共5页
针对近距离煤层底抽巷在上部工作面采动后处于高应力状态而难以维护的问题,开展了水力压裂切顶卸压护巷技术研究,得出:工作面采动后坚硬厚顶板易形成较长时间跨度的悬顶效应是底抽巷压力显现的关键因素;水力压裂消除或减弱了坚硬顶板形... 针对近距离煤层底抽巷在上部工作面采动后处于高应力状态而难以维护的问题,开展了水力压裂切顶卸压护巷技术研究,得出:工作面采动后坚硬厚顶板易形成较长时间跨度的悬顶效应是底抽巷压力显现的关键因素;水力压裂消除或减弱了坚硬顶板形成的悬顶效应,提高了采空区上覆岩层冒落性,改变了煤柱中应力分配比例,改善了底抽巷应力状态;现场采用同孔多段分次后退式水力压裂技术,结合跨式钻孔封隔器,在顶板坚硬岩层中形成明显的人工裂缝,缓解了底抽巷围岩应力集中,降低了底抽巷的维护难度,取得了良好的效果。 展开更多
关键词 近距离煤层 水力压裂 悬顶效应 围岩支护 切顶卸压
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冲击地压巷道围岩支护作用动力学分析 被引量：18
8
作者 唐治 潘一山 王凯兴 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1532-1538,共7页
建立了冲击地压巷道围岩支护作用动力学模型,模型将上覆岩层简化为由多个质量块组成的块系,岩块简化为刚体,岩块间的连接简化为Kelvin-Voigt模型,把支护系统简化为弹簧和耗能阻尼器,初始岩块受冲击载荷作用。支护系统中阻尼为零时,为常... 建立了冲击地压巷道围岩支护作用动力学模型,模型将上覆岩层简化为由多个质量块组成的块系,岩块简化为刚体,岩块间的连接简化为Kelvin-Voigt模型,把支护系统简化为弹簧和耗能阻尼器,初始岩块受冲击载荷作用。支护系统中阻尼为零时,为常规支护系统;支护系统中阻尼大于零时,为吸能防冲支护系统。分析得出:加强支护,提高支护强度,可以大幅度减少巷道冲击载荷作用下围岩加速度和位移幅值;支护系统中加入阻尼构件有利于快速平息围岩震动,增强支护抗冲击载荷能力,提高巷道围岩稳定性。提出了高强度吸能支护防治巷道冲击地压,为冲击地压巷道安全防冲支护设计提供理论依据。 展开更多
关键词 冲击地压 动力学模型 围岩支护 吸能防冲
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极不稳定回采巷道支护试验研究 被引量：10
9
作者 韩立军 林登阁 易恭猷 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 1997年第2期22-25,共4页
梁家煤矿井下试验向煤体中注浆、打锚杆，把松散破碎的围岩胶结成整体。
关键词 回采巷道 注浆锚杆 试验研究 巷道支护 围岩支护
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采矿巷道围岩支护设计专家系统 被引量：11
10
作者 冯夏庭 林韵梅 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 1992年第3期243-253,共11页
本文在收集、总结和分析大量资料和经验的基础上,全面研究了各因素与支护型式之间的关系,提出了合理进行采矿巷道围岩支护设计的基本观点和原则,在SUN 386计算机上用Turbo Prolog智能推理语言开发了采矿巷道围岩支护设计专家系统(称作MS... 本文在收集、总结和分析大量资料和经验的基础上,全面研究了各因素与支护型式之间的关系,提出了合理进行采矿巷道围岩支护设计的基本观点和原则,在SUN 386计算机上用Turbo Prolog智能推理语言开发了采矿巷道围岩支护设计专家系统(称作MSDES),利用该系统对程潮铁矿等矿区的部分巷道进行了支护设计咨询,结果令人满意。 展开更多
关键词 专家系统 采矿 巷道支护 围岩支护
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软弱围岩隧道大变形系统控制技术研究 被引量：14
11
作者 高艳花 《铁道建筑技术》 2018年第7期65-68,共4页
针对隧道施工过程中,普通支护方案很难有效地控制软弱围岩变形。本文依托青峰软岩隧道,提出了相应的施工工法、掌子面稳定对策、拱脚稳定控制技术、合理刚度及强度支护措施等软岩隧道施工大变形系统控制技术。并采用数值模拟及现场监测... 针对隧道施工过程中,普通支护方案很难有效地控制软弱围岩变形。本文依托青峰软岩隧道,提出了相应的施工工法、掌子面稳定对策、拱脚稳定控制技术、合理刚度及强度支护措施等软岩隧道施工大变形系统控制技术。并采用数值模拟及现场监测手段,研究了上述系统控制技术对软弱围岩隧道大变形的控制效果,现场施工结果表明:在该系统控制技术指导下,该软岩隧道大变形能够得到成功控制。 展开更多
关键词 软岩隧道 大变形 围岩支护 系统控制技术
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大断面托顶煤巷道支护技术研究 被引量：13
12
作者 孙小岩 贺永亮 张志聪 《煤炭工程》 北大核心 2021年第5期51-56,共6页
随着煤矿开采深度的不断加深,为了满足大型设备的正常使用,巷道断面的日益扩大,给巷道支护及围岩稳定性带来巨大挑战。基于义马常村矿21170工作面巷道工程地质条件,采用现场测试、数值模拟、理论分析及现场试验等方法,对大断面托顶煤巷... 随着煤矿开采深度的不断加深,为了满足大型设备的正常使用,巷道断面的日益扩大,给巷道支护及围岩稳定性带来巨大挑战。基于义马常村矿21170工作面巷道工程地质条件,采用现场测试、数值模拟、理论分析及现场试验等方法,对大断面托顶煤巷道的破坏特征进行分析,研究了大断面托顶煤巷道的变形破环特征和支护理论,大断面托顶煤巷道变形破坏的诱发因素,提出了大断面托顶煤巷道"全断面控型易损部位强化控制技术",并确定21170工作面巷道的扩掘方案,现场应用效果显著。对大断面托顶煤同类巷道支护具有借鉴作用。 展开更多
关键词 巷道断面 托顶煤 围岩支护 梯次支护 让压减跨
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煤巷掘锚一体化快速掘进技术研究 被引量：8
13
作者 谢光辉 《煤》 2023年第5期73-76,共4页
回采巷道快速掘进可为采面早日开采赢取时间,同时又可缓解矿井采掘接替紧张局面。某矿3203运输巷道掘进区域内地质条件较为复杂,部分区域煤岩体破碎、围岩支护难度大、支护耗时长,为提高巷道的掘进速度,拟应用掘锚一体化快速掘进技术,... 回采巷道快速掘进可为采面早日开采赢取时间,同时又可缓解矿井采掘接替紧张局面。某矿3203运输巷道掘进区域内地质条件较为复杂,部分区域煤岩体破碎、围岩支护难度大、支护耗时长,为提高巷道的掘进速度,拟应用掘锚一体化快速掘进技术,实现掘进机不后退即可平行开展实施顶板、巷帮支护等工作;同时通过优化机载临时支护设备,可达到提高迎头支护范围及支护强度的效果。现场应用后3203运输巷掘进进尺可稳定在300 m/月以上,较普通综掘机的掘进效率提高1倍以上,实现了巷道快速掘进。 展开更多
关键词 巷道掘进 围岩支护 掘锚一体机 快速掘进
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周边控制爆破对围岩损伤的分形研究 被引量：9
14
作者 戴俊 杨永琦 罗艾民 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期265-269,共5页
周边控制爆破后 ,形成的围岩表面可视为分形 ,其分形的维数反映了岩石经历的爆破过程 .利用分形几何理论 ,分析周边控制爆破对围岩的损伤 ,导出相应的关系式 ,并对定向断裂周边控制爆破在降低爆破对围岩损伤方面的作用进行了讨论 .研究... 周边控制爆破后 ,形成的围岩表面可视为分形 ,其分形的维数反映了岩石经历的爆破过程 .利用分形几何理论 ,分析周边控制爆破对围岩的损伤 ,导出相应的关系式 ,并对定向断裂周边控制爆破在降低爆破对围岩损伤方面的作用进行了讨论 .研究结果对改进周边控制爆破参数 ,提高爆破效果 。 展开更多
关键词 周边控制爆破 损伤 断裂 分形 围岩支护
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回采巷道掘进过断层围岩支护技术研究 被引量：11
15
作者 贺健 《山西化工》 2022年第1期160-161,共2页
3505运输巷掘进期间围岩控制的主要难题是DF15断层破碎带内围岩破碎、自身承载能力不足等因素导致。为确保巷道安全、高效掘进,在3505运输巷期间采用"注浆+锚网索+架棚"支护后,可有效控制DF15断层破碎带围岩,从而为3503运输... 3505运输巷掘进期间围岩控制的主要难题是DF15断层破碎带内围岩破碎、自身承载能力不足等因素导致。为确保巷道安全、高效掘进,在3505运输巷期间采用"注浆+锚网索+架棚"支护后,可有效控制DF15断层破碎带围岩,从而为3503运输巷掘进安全创造良好条件。现场应用后,运输在在过断层破碎带期间未出现淋水,同时顶板、巷帮变形量分别控制在52 mm、93 mm以内,取得较好围岩控制效果。 展开更多
关键词 巷道掘进 断层破碎带 围岩支护 注浆加固
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煤巷掘锚一体机快速掘进技术及工艺研究 被引量：11
16
作者 薛二保 《机械管理开发》 2021年第11期187-188,共2页
针对山西某矿在1606运输巷进行的掘锚一体机快速掘进实践,对掘锚一体机结构、现场应用技术方案、安全技术措施及现场应用效果等进行综合阐述。实践效果表明,巷道掘进进尺可达到850 m/月,有效缓解了矿井采掘接替紧张局面,为煤炭高效回采... 针对山西某矿在1606运输巷进行的掘锚一体机快速掘进实践,对掘锚一体机结构、现场应用技术方案、安全技术措施及现场应用效果等进行综合阐述。实践效果表明,巷道掘进进尺可达到850 m/月,有效缓解了矿井采掘接替紧张局面,为煤炭高效回采创造了良好条件。 展开更多
关键词 掘锚一体机 围岩支护 掘进工艺
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半煤岩巷道控制爆破及围岩控制技术 被引量：10
17
作者 侯凤才 康宇 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第11期48-50,54,共4页
通过分析东保卫煤矿半煤岩巷道围岩破碎原因,针对掘进施工爆破震动破坏大以及支护形式不合理的问题,依据东保卫煤矿半煤岩巷道围岩特性,提出了半煤岩巷道控制爆破掘进及围岩"锚带喷"控制技术。对煤岩中爆破孔的参数以及对装... 通过分析东保卫煤矿半煤岩巷道围岩破碎原因,针对掘进施工爆破震动破坏大以及支护形式不合理的问题,依据东保卫煤矿半煤岩巷道围岩特性,提出了半煤岩巷道控制爆破掘进及围岩"锚带喷"控制技术。对煤岩中爆破孔的参数以及对装药量进行改进,满足爆破掘进的同时又减小了爆破对围岩的震动,使围岩扰动半径控制在0.3 m以内;在控制爆破后,通过减少锚杆支护密度,增加两帮喷浆工序,降低了支护成本,减轻了工人劳动强度,半煤岩回采巷道掘进效率提高40%。 展开更多
关键词 半煤岩巷道 控制爆破 围岩控制 空气柱 围岩支护
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深部煤巷围岩变形规律及支护技术的研究 被引量：4
18
作者 王立朝 张吉春 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2001年第1期61-63,77,共4页
研究了在高应力和采动压力影响下深部煤层巷道围岩变形规律 。
关键词 高应力 采动压力 深部煤层巷道 围岩变形 锚网带综合支护技术 围岩支护
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引水隧洞加长式钢拱架支护结构现场试验研究 被引量：9
19
作者 张兵 孙娟娟 《水利规划与设计》 2021年第2期119-122,共4页
在地下洞室工程设计施工过程中,必须采用合理的支护结构,保证工程建设和运行安全。文章以某输水工程下穿泥岩夹泥质粉砂岩地层洞段为例,利用现场试验的方法研究了加长钢拱架支护结构的有效性。试验结果显示,采用加长钢拱架支护结构设计... 在地下洞室工程设计施工过程中,必须采用合理的支护结构,保证工程建设和运行安全。文章以某输水工程下穿泥岩夹泥质粉砂岩地层洞段为例,利用现场试验的方法研究了加长钢拱架支护结构的有效性。试验结果显示,采用加长钢拱架支护结构设计,可以获得显著的围岩变形控制效果,建议在工程设计中采用。 展开更多
关键词 加长式钢拱架 围岩支护 泥岩夹泥质粉砂岩 现场试验
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白鹤滩柱状节理岩体几何结构特征与卸荷松弛特性分析 被引量：9
20
作者 王红彬 郝宪杰 +1 位作者 李邵军 江权 《土工基础》 2015年第3期84-87,104,共5页
针对白鹤滩水电站柱状节理岩体陡峭结构面发育和卸荷开挖过程中垮塌与掉块问题突出的工程难题,在深入开展柱状节理岩体结构特征现场调查基础上,阐明了柱状节理岩体较为特殊的柱体状结构面网络、不规则多边形断面原生节理等特征及其形成... 针对白鹤滩水电站柱状节理岩体陡峭结构面发育和卸荷开挖过程中垮塌与掉块问题突出的工程难题,在深入开展柱状节理岩体结构特征现场调查基础上,阐明了柱状节理岩体较为特殊的柱体状结构面网络、不规则多边形断面原生节理等特征及其形成原因,并通过现场钻孔摄像和声波测试揭示了柱状节理岩体在开挖卸荷后的岩体卸荷松弛和结构面开裂特性,并在此基础上探讨了柱状节理岩体的支护参数与开挖方案,其研究成果可为同类工程岩体开挖与支护设计借鉴。 展开更多
关键词 柱状节理 岩体结构 卸荷松弛 围岩支护
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