基于CRD法的高地应力围岩体变形特性研究

以桃子垭右幅隧道高地应力区起YK58+480讫YK58+910段施工方法为例,运用FLAC~(3D)数值模拟软件对该段施工过程中的最大不平衡力、围岩体位移及支护体的受力情况进行数值模拟,得出运用交叉中隔墙(CRD)法开挖隧道有4次平衡过程,沿隧道断面横向开挖对围岩体的变形有明显影响,且随着隧道开挖范围的不断扩大,支护体的轴拉应力不断增大,轴压应力则先减小后增大再减小。     

极浅埋连拱隧道施工过程围岩力学行为的模型试验研究

以长城岭连拱隧道为工程背景,针对极浅埋连拱隧道施工过程中围岩的力学变化特征,采用室内模型试验的方法对隧道开挖过程进行模拟,利用相关监测元件对应力、应变及围岩压力等信息进行采集和分析;借助有限差分软件对开挖过程进行数值模拟,结合数值计算结果验证了模型试验的结论,最终揭示了极浅埋连拱隧道伴随开挖围岩不同位置的应力变化规律,并得到了中隔墙上部及基底压力的变化趋势。     

小净距隧道施工方法优化研究

以河源洞小净距隧道为工程背景,通过模拟研究比较不同施工方法下的塑性区、位移、应力情况.研究结果表明:侧壁导坑法施工中对围岩开挖次数较多,围岩受到的扰动较大,塑性区范围比台阶法大;在相同的开挖次数下,CRD(中隔墙)法施工产生的塑性区范围又大于侧壁导坑法.对于围岩条件较差的情况,控制位移是施工中应该注意的一项重要工作,侧壁导坑法施工对于控制位移的增量有明显优越性,所以在软弱地层可以优先考虑采用.     

采矿巷道围岩变形机理的初步研究

使用收敛观测法监测了某铁矿采区水平巷道开挖后围岩位移变化情况,并对采区水平巷道建立有限元模型,模拟巷道开挖后围岩应力、应变状况,通过巷道变形监测及数值模拟结果的对比验证了围岩变形机理的结果.     

楼山隧道原位扩挖方案比选研究

以楼山隧道扩挖工程为背景,利用MIDAS/GTS对隧道开挖过程进行数值模拟,研究不同的开挖顺序对围岩变形以及临时支撑内力的影响。结果表明:三种开挖方案中,先上部后先下部的开挖方案较其他方案中围岩变形小,控制变形效果较好;且隧道临时支撑弯矩和轴力也较其他方案小,因此采用先上部后下部的开挖方案较为合理。     

监控量测技术在通渝隧道中的应用

重庆通渝隧道是典型的复杂条件下的长大公路隧道.在施工过程中,严格进行了新奥法监控量测指导施工,通过开挖面地质素描、拱顶下沉、水平收敛、锚杆轴向力、喷层应力、格栅拱架压力、围岩内变形、二衬应力等多项涉及围岩稳定性及支护合理与否的参数的跟踪量测,并及时将量测数据的散点、回归图等处理信息反馈给施工,以了解隧道开挖后围岩的稳定情况及采取相应的支护措施,实践证明效果可靠.     

暗挖隧道开挖支护施工的数值模拟研究

在公路隧道施工过程中,如何通过支护手段保证隧道的稳定性是设计者和施工者所特别关心的问题.台阶法、CRD法、双侧壁导坑法是目前公路隧道施工中三种常用的方法.采用二维弹塑性有限元对不同开挖支护方式条件下隧道围岩的变形特征进行了比较,分析了各种方法的优点和缺点,为今后隧道的设计与施工提供参考依据.     

高地应力双隧道施工围岩应力变化规律数值模拟研究

以云县至凤庆高速公路隧道开挖工程为研究对象,采用数值分析和相似模拟相结合的手段,对其处于不同埋深岩层围岩变化规律展开研究。为保证隧道开挖施工安全,分别对隧道拱顶围岩压力、拱腰围岩压力以及上方围岩压力进行监测。基于监测数据分析围岩应力变化规律,明确了隧道开挖对其拱顶上部岩层影响程度和拱腰不同位置岩层应力在应力释放阶段所表现形式。研究表明,拱腰围岩竖向应力在左右隧道开挖整个施工阶段,应力变化曲线主要可分为3种类型,逐渐增大最终趋于稳定型、先增加后快速下降再缓慢增加型和先增加后快速下降至0型;根据拱顶及拱顶上方岩层竖向应力曲线,可将隧道拱顶上方岩层分为3种状态,拱顶上方0~50 m应力释放“高影响区”,拱顶上方50~150 m岩层属于应力释放“次影响区”,拱顶上方150 m以上岩层属于应力释放“缓影响区”。     

深埋隧道穿煤段围岩—支护结构变形特征研究

利用围岩位移、锚杆轴力和钢拱架压力等现场监测和有限元数值模拟分析了通渝隧道穿煤段隧道穿过煤段围岩—支护结构变形特征及稳定性分析.研究结果表明:穿煤段受高地应力与岩体结构影响,围岩初期变形剧烈,位移释放量大,整个变形持续时间长,拱顶下沉尤为显著,下沉量约为水平收敛的3倍;围岩浅部较深部变形快、大,且松动圈为2.5～3.0m;隧道环向受力不均等特征.这为深埋隧道穿越煤段设计和施工提供了重要科学依据.     

采矿巷道的开挖变形及支护效果研究

对某铁矿采区水平巷道建立有限元模型,模拟了巷道开挖后围岩应力、应变变化状况,分析了围岩变形机理,并使用收敛观测法监测采区水平巷道开挖后的周边位移变化情况,验证巷道变形机理的数值模拟结论.最后对支护效果进行了模拟,并以此为依据对支护参数设计提出了优化建议.     

矿井深部矿压特征分折

通过选择几个有代表性的深度接近和超过千米的矿井,在对其进行调研和理论分析的基础上,对其中与矿压有关的参数进行了进一步分析,总结出了深部开采巷道围岩稳定性影响因素,围岩的变形破坏特征,冲击地压显现特征,以及深部采场矿压特点。可作为矿井深部开采、支护及相关工程的参考。     

复杂条件下深井软岩开拓巷道变形破坏分析

某矿-650 m开拓大巷地质条件比较复杂,且受到东西相邻工作面回采影响,巷道围岩发生了严重的变形破坏。现场围岩探测分两步：前期围岩松动圈探测和后期围岩钻孔可视化探测,得到了松动圈的范围及围岩裂隙发育情况,同时对比得出围岩破坏范围向深部延伸,松动圈进一步扩大,甚至出现松动破坏现象。根据深井巷道围岩变形规律及其力学特性,在软岩巷道围岩稳定控制理论的基础上,建立巷道受力模型并分析了大巷周围受力关系,提出了倾斜工作面倾向的“传递梁”结构和两工作面顶板垮落后大巷顶板所形成的“局部块”结构。结合现场钻孔可视化探测结果及现场观测,总结出大巷变形特点及造成巷道围岩变形的原因,为大巷二次支护提供理论依据和科学指导,同时为类似矿井开拓巷道的支护提供借鉴。     

长沟峪煤矿矿压监测与结果分析

通过在长沟峪煤矿回采巷道设置顶板离层监测仪、巷道围岩表面收敛测量基点及锚杆锚固力动态监测仪等矿压观测仪器,观测巷道的顶板离层量、表面收敛量及锚杆锚索锚固力等巷道矿压显现的特征值,并利用观测结果对不同支护形式下的变形情况进行数值模拟分析,论证现行锚杆锚索支护的可行性,及在煤壁破碎的情况下采用注浆锚杆的必要性,为该矿以后的支护设计优化提供一定的技术参考和技术参数[1]。     

三层衬砌在高应力软岩隧道支护中的应用研究

以罗家隧道高应力软岩为例, 对隧道衬砌支护进行了探讨。采用三层衬砌设计, 一方面允许围岩产生一定变形, 增大变形释放掉的围岩压力; 另一方面提供较大的支护力, 防止围岩产生大变形, 保证隧道衬砌结构的安全。数值计算及现场监控数据表明, 三层衬砌设计合理, 对类似工程有一定借鉴意义。     

湿度扩散对矩形煤巷围岩破坏的规律研究

围岩表面的相对湿度高于围岩内部的相对湿度,其湿度梯度可视为一种驱动力促使水份向低湿度区扩散,造成围岩力学性质弱化。地下洞室开挖过程中,围岩处于新的湿度环境中,力学性能会发生改变。采用数值计算软件RFPA湿度扩散版,对矩形煤巷围岩的湿度扩散进行了数值模拟。分析出湿度扩散对矩形煤巷围岩的应力场扰动状况和巷道内壁由于湿度扩散作用随时间的位移变化情况,模拟出不同岩层分布的巷道在湿度扩散中围岩破坏的形成、发展过程以及围岩破坏的形态。     

兰家沟钼矿巷道围岩稳定性分析

针对金属矿山开采巷道围岩变形失稳破坏问题,以兰家沟钼矿巷道为例,对兰家沟钼矿深埋平巷中典型区段建立MIDAS三维模型,分析支护初期围岩应力、应变变化规律及支护结构的内力变化,并通过现场测试分析验证支护结构的合理性,对巷道围岩失稳与破坏机理、支护结构作用进行了深入研究。     

皮峁沟10#隧道设计

采用地下工程专用软件2d-6对皮峁沟隧道深埋段与进口偏压段施工过程中围岩和支护结构的变形和内力进行了仿真分析，分析结果表明，提出的设计参数是安全可行的，可供其它类似工程参考。     

煤矿TBM掘进巷道围岩时效变形分析及支护参数优化研究

针对煤矿TBM掘进巷道围岩长期稳定性问题,以淮南矿区张集矿TBM掘进某瓦斯抽采巷为工程背景,开展了巷道围岩时效变形分析及支护参数优化研究。通过在TBM掘进巷道施工现场钻取砂质泥岩岩样,开展蠕变试验,获得CVISC蠕变参数|在数值模拟软件中引入CVISC蠕变模型,对不同支护工况下TBM掘进巷道围岩进行为期100d的蠕变变形模拟,获得各支护工况下巷道围岩时效变形特征和应力场及塑性分布区的演化规律|基于数值模拟结果,将优化后的锚杆+钢筋网联合支护体系应用于TBM施工巷道,并对TBM施工巷道进行围岩变形监测和锚杆轴力监测,现场实测结果表明采用的优化支护方案可有效控制围岩变形,且巷道稳定性较好。     

基于ABAQUS数值模拟的采区巷道断面形状优化研究

 选取矩形、梯形、直墙半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形、直墙半圆加反拱形6种常用采区巷道断面形状进行数值模拟分析,研究不同巷道断面形状开挖后位移分布,分析表明直墙半圆拱形巷道变形量最小,且加设反拱后对于减少底臌量效果明显。选取矩形和直墙半圆拱形断面作为代表断面,分析不同埋深H及侧压力系数λ对采区巷道变形特征、围岩应力影响。在此类围岩条件下,当采区巷道埋深小于400 m、侧压力系数小于1.6时,矩形巷道和直墙半圆拱形巷道围岩变形量差距较小,此时可以选择矩形巷道断面以满足经济性要求。     

半煤岩巷道围岩变形破坏分析及支护技术研究

曙光矿专用行人巷为半煤岩巷道,巷道变形破坏严重。利用霍克-布朗(Hoek-Brown)强度准则计算了专用行人巷的松动圈范围,并对巷道围岩破坏进行了岩层影像探测研究,基于松动圈支护理论提出了相应的支护措施,并对支护效果进行了现场观测,取得了良好应用效果。