含充填物的大理岩裂隙扩展过程及破坏特性

为了进一步了解非直裂隙的破坏机理,以天然粗粒大理岩及含不同充填物的大理岩为研究对象,采用全自动化雕刻设备进行裂隙试件制作,然后分别对"/"型裂隙试件和"S"型裂隙试件进行单轴压缩试验.试验结果表明:1)在压缩试验中,"/"型和"S"型裂隙试件均发生剪切破坏,其破坏迹线基本一致;2)在同样外荷载作用下,含充填岩体破坏损伤度明显小于无充填岩体,充填物不仅影响前期强度还影响峰后残余强度的提高,其充填试件峰后应变增幅达到18.75%;3)不同的充填物对岩体抵抗开裂的能力不同,水泥浆的黏结力和强度比石膏好,故水泥浆具有良好的加固效果.试验探讨了非直裂隙("S"型)及充填材料对裂隙岩体破坏的影响,总结了充填材料作用下裂隙的扩展模式,为实际工程裂隙化岩体提供实验依据和参考.     

π型双横通道开挖引起的地表沉降规律研究

长春地铁2号线一期工程南关站—烟厂站区间采取了临时竖井加π型双横通道的盾构侧向始发方案,该方案为国内首例且解决了无法在城市主干道上直接设置盾构始发井的难题。依托该工程,采用现场监测、理论分析和数值模拟方法,对π型双横通道6导洞CRD工法开挖引起的地表沉降变形特性进行研究,结果表明:竖井左右两侧横通道开挖引起的地表变形规律基本一致,横通道由弧形段进入直线段约4倍洞径范围为地表沉降最大区域,地表沉降量均在30 mm以上;横通道左上部、左中部、右上部及左下部4个导洞的开挖造成的地表沉降量占到了总沉降量的85%以上,地层损失率也随着开挖断面的增加而近似成比例增大,随着右中部导洞和右下部导洞的开挖,地层损失率也相应减小。该研究成果可为今后类似工程施工提供参考。     

锚索破断弹射机理与防护方案研究

采用锚索支护的巷道回采时,锚索受到顶板围岩层间错动产生的剪切力,以及围岩横向变形产生骤增的轴向拉力,使锚索发生破断。锚索轴向受拉破坏的危害远大于剪切破坏。锚索发生受拉破断后残余有相当大的势能,当破断部分未被煤岩体充分夹持,极易发生被拉断后弹射现象,严重威胁着矿井的安全生产。针对南耀小常煤业30211工作面出现的锚索破断弹射现象,进行锚索破断形式、机理及弹射机理研究,最终提出锚索破断弹射的防护方案。