深部軟巖巷道耦合機(jī)制及參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、深部軟巖巷道的支護(hù)問(wèn)題是地下工程中較為復(fù)雜的問(wèn)題,因其地應(yīng)力大、圍巖巖性差等不良條件而成為了巷道支護(hù)中的難題。單一的支護(hù)形式在這種巷道中是不可行的,而采用聯(lián)合支護(hù)時(shí)效果亦不理想,往往陷入前掘后修的尷尬局面,單一支護(hù)不可行的原因在于支護(hù)強(qiáng)度不足,而聯(lián)合支護(hù)失效的原因在于支護(hù)體與圍巖力學(xué)特性之間的不耦合。傳統(tǒng)的聯(lián)合支護(hù)方法僅將各種支護(hù)體進(jìn)行簡(jiǎn)單的疊加,沒(méi)有充分考慮支護(hù)體的支護(hù)機(jī)理、圍巖內(nèi)部積蓄的能力的釋放以及圍巖自承能力的發(fā)揮,從而難以實(shí)現(xiàn)

2、支護(hù)體與圍巖在強(qiáng)度、剛度以及結(jié)構(gòu)上的耦合作用。本文綜合運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬、相似模型實(shí)驗(yàn)等方法對(duì)深部軟巖巷道耦合支護(hù)機(jī)制及參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了研究,取得了如下主要成果:
　　(1)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)得到了圍巖的基本物理力學(xué)參數(shù),探討了深部軟巖巷道的耦合支護(hù)機(jī)制,通過(guò)彈塑性理論分析了圍巖內(nèi)部能量釋放與自承能力隨位移的變化規(guī)律,得到了支護(hù)強(qiáng)度-收斂變形關(guān)系曲線,確定了最佳的支護(hù)時(shí)機(jī),實(shí)現(xiàn)了支護(hù)體與圍巖間在強(qiáng)度方面的耦合。
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3、2)通過(guò)數(shù)值模擬分析了不同錨桿長(zhǎng)度與間排距時(shí)的支護(hù)效果,確定了合理的錨桿支護(hù)參數(shù);分析了不同錨索長(zhǎng)度與加強(qiáng)支護(hù)布置方案時(shí)的支護(hù)效果,確定了合理的錨索支護(hù)參數(shù);分析了不同注漿范圍時(shí)的支護(hù)效果,確定了合理的注漿參數(shù)并在此基礎(chǔ)上制定了耦合支護(hù)方案。通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算,分析了巷道圍巖變形的連續(xù)性、應(yīng)力分布的均勻性,達(dá)到了支護(hù)體與圍巖之間在剛度與結(jié)構(gòu)方面的耦合。
　　(3)通過(guò)彈性理論分析了回采后煤層底板應(yīng)力分布規(guī)律,得到了底板應(yīng)力分布表達(dá)式