分段锚预应力锚杆加固围岩力学分析

基于端锚锚杆支护的优越性和围岩破坏分区及破坏深度逐步向深部发展的规律,针对煤矿深部巷道采用加长或全长锚固锚杆支护时,锚杆的锚固段整体受力不均,抗剪切承载能力低,而端锚锚杆无法适应其大变形缺点的问题,建立了两段锚预应力锚杆支护模型。运用理论计算和数值模拟的手段研究了两段锚预应力锚杆锚固段的受力特征和承载能力,并进行了算例对比分析。结果表明:两段锚分区锚固的支护方式明显改变了加长或全长锚固锚杆锚固段的剪应力曲线变化趋势,使原本呈负指数变化趋势的剪应力曲线变得平缓,提高了锚杆锚固段的剪切承载能力;在相同预紧力作用下,与端锚锚杆相比,明显降低了锚杆锚固段的荷载和剪切应力;在不同预紧力下,两段锚预应力锚杆的两锚固段可分别起到围岩不同变形时期端锚锚杆的支护作用,继续发挥端锚支护的优越性。

宋家山隧道洞口段注浆加固围岩的抗震分析

根据武罐高速公路宋家山隧道洞口段围岩的实际情况,应用数值模拟方法着重讨论注浆加固洞口段围岩的抗震性能。并分析不同超越概率地震动作用下,隧道洞口段在不同注浆加固范围时的地震动力响应特点,继而提出了相应的围岩注浆加固范围建议值,可供同类情况注浆加固参考。

注浆加固围岩对公路隧道的减震作用研究

由于我国公路隧道建设起步较晚,目前公路隧道尚无严重震害例子.但从以往的受震破坏经验来看,在高烈度地震带,地下工程有可能遭受严重震害,注浆加固围岩是改善隧道地震响应的重要途径.采用FLAC3D软件,从土-结构相互作用模型出发,对隧道不同的注浆情况进行了三维数值分析,得到了相应的结论,并对结果进行了分析,指出了注浆加固围岩的减震作用,并提出了相应措施.

预应力锚杆加固围岩的力学机制研究

本文通过弹性理论分析，给出了预应力锚杆施加于围岩（开挖边界附近的岩体）的附加应力场和附加位移场，并由此得到预应力锚杆提供给围岩的附加应力状态的普遍形式。在此基础上。

超前锚杆加固围岩的机理分析

1引言 在松散、破碎岩体的巷道施工中，超前锚杆预支护是一种新型支护结构。它与普通锚杆的本质区别在于安装程序的不同，普通锚杆是在隧洞掘进一段距离之后开始安装，而超前锚杆则在开挖之前先装好。开挖完成后，马上施作普通垂直锚杆支护或喷砼支护，能有效防止隧洞顶部掉块。国内外已有不少应用超前锚杆预支护结构顺利通过松散、破碎带或土砂质地层的成功例证。

黏结式预应力锚索加固围岩优越性数值分析

本文针对地下洞室工程中预应力锚索加固围岩的优越性设计问题,以全长黏结式锚索加固围岩为例,用有限元软件FLAC3D对其进行了建模,开展了加锚抗剪切性能的模拟研究和理论探讨,对比了两种方案下黏结式预应力锚索加固前后的计算结果,阐述了地下洞室工程围岩黏结式预应力锚索支护机制,解释了采用黏结式预应力锚索加固围岩的优越性,可以为工程设计人员提供一定的参考。

复合破碎工作面回撤巷道围岩注浆加固

回撤巷道施工是矿井工作面安全生产的重要环节,而复合破碎工作面片帮严重、易冒落,会对回撤面作业造成重大安全隐患。为解决回撤巷道顶板在复合破碎条件下受压变形管理难度大、片帮严重、易冒落等问题,选取下峪口煤矿23308工作面机掘回撤面为注浆加固试验地点,从注浆材料性能、注浆施工设计及效果性评价3个方面综合研究,研发出一种低反应温度、高强度的矿用复合注浆加固材料SCPJG-2。实践表明,该围岩注浆加固新技术可以有效解决破碎顶板工作面回撤巷道巷道施工困难的问题,能够为该地区同类型地质条件下的围岩加固施工提供更为有利高效的新技术。

高应力大断面巷道围岩加固技术研究

针对高应力大断面条件下的巷道围岩变形量大、变形速率快等问题,采用理论分析、数值模拟的方法对该类巷道的变形因素进行分析,并提出了支护方案。通过理论分析得到,巷道跨度及高应力是使巷道变形的重要因素,巷道跨度越大,巷道顶板垮落高度越大;巷道所处位置应力越大,越容易超过顶底板围岩所能承受的应力范围,从而造成剪切破坏,且向深部转移。针对原支护方案的不足,设计了新支护方案,并采用数值模拟的方法对2种支护条件下巷道围岩的应力、位移变化情况进行分析,得到新支护方案条件下,巷道围岩的位移情况有明显改善。最后将支护方案应用于现场,通过现场监测结果,巷道围岩变形量较小,控制效果较好。

青岛某隧道盾构法与矿山法施工交界处围岩快速加固方法与应用

隧道开挖遇到上软下硬地层等不良地质条件时,常采用多种开挖方法交替施工,不同开挖方法交界处的围岩若采用单一加固方式如隧道内超前注浆、洞内帷幕注浆等易引起隧道围岩的涌砂与塌方,甚至引起突水风险。本文基于青岛地铁某区间隧道围岩较为破碎且含水丰富等特点,提出了上软下硬地层、左右线地质条件差异较大以及地下水丰富(连通海水)等不良地质情况下盾构法与矿山法隧道交界处的一种安全、稳定且快速的加固方法。实践证明,该加固方式提高了围岩的力学性能,从而保证了隧道的安全施工,并减少了开挖引起的地面沉降。

侧向支承压力下小煤柱巷道围岩加固技术

为分析小煤柱巷道的变形特征并提出支护方案,通过模型分析得出相邻工作面回采后基本顶的破断情况对侧向支承压力具有显著影响,本工作面回采后覆岩的进一步断裂导致煤柱帮侧向压力增大,实际工程中出现煤柱帮不对称变形情况;通过数值模拟得出工作面开挖后小煤柱能基本维持巷道的稳定性,但煤柱帮危险性加大,需制定补强方案,确保巷道围岩稳定性。最终补强方案加强了对煤柱帮及顶板的控制,现场应用效果良好。

岩溶区不同围岩加固方案下盾构隧道列车振动荷载响应研究

目的:研究岩溶区土岩复合地层中不同围岩加固方案下,地铁盾构隧道在列车运行荷载作用下的动力响应,以评估不同围岩加固的可靠性。方法:基于岩溶专项勘察成果和有限元分析方法,依托岩溶区昆明地铁4号线联大街站—吴家营站区间盾构隧道,建立相应岩溶区土岩复合地层地铁盾构隧道的有限元模型,分析隧道运营100年后的累计沉降。结果及结论:各围岩加固方案均可减少列车动力荷载作用下地铁盾构隧道的位移、应力和加速度,其中采用洞外围岩全断面注浆加固方案的效果最好;采用隧道两侧注浆加固围岩时,隧道运营100年后的沉降不满足不均匀沉降要求;为保证岩溶区土岩复合地层地铁盾构隧道的安全运营,应选择在地铁盾构隧道外侧全断面注浆加固隧道围岩。

冲击地压煤层构造带围岩超前加固技术实践

彬长矿区煤田主采的4号煤层及其顶底板岩层具有弱或强冲击倾向性,冲击地压灾害已成为制约矿井掘进工作面实现安全快速高效施工的主要因素。为提高顶板稳定性,创造安全的掘进条件,在掘进过松散破碎围岩构造带时,通过在松散破碎围岩构造带中超前预注浆加固围岩,使顶板在原来破碎的情况下通过注浆技术与硬岩重新组合为一整体围岩层,提高了围岩自身的承载力。该技术应用后,掘进过程中有效避免了冲击煤层顶板漏顶事故,巷道围岩整体稳定性变好,消除了破碎带因冲击地压而可能造成的冒顶安全隐患,对类似条件下的巷道掘进有一定借鉴意义。

注浆技术在加固隧道围岩中的应用

从分析注浆材料及注浆机理入手 ,并结合工程实例 ,阐明了在隧道施工过程中应用地面注浆的方法处理不良地质问题的可行性 .

隧道断层带注浆加固围岩体爆破动力损伤特征

隧道穿越断层破碎带时为了避免突水、塌方等灾害发生,可以采用预注浆加固再爆破开挖的施工方案。明确注浆加固围岩的爆破动力损伤特性对隧道穿越断层破碎带安全施工具有重大意义。以赣深高铁龙南隧道穿越F8断层施工为例,采用双孔声波法测试得到隧道爆破后注浆加固围岩的声波波速随深度分布规律。基于应力判据和弹塑性本构模型,建立了岩体统计损伤模型,通过Fortran编译生成新的LS-DYNA求解器,采用完全重启动算法计算了10个循环爆破开挖作用下隧道注浆加固围岩的累积损伤演化和分布规律,与现场声波测试得到的围岩损伤分布基本吻合。数值分析结果表明,爆破后隧道注浆加固围岩的最大损伤深度位于仰拱底部,在需要锚杆锚固的拱顶、拱肩和拱腰等部位平均损伤深度均未超过2.5m;隧道上台阶和中台阶部位开挖面围岩上损伤程度最大,但损伤深度较浅,除拱脚外其他关键部位开挖面上围岩损伤程度较小但损伤深度较深。

大埋深多次扰动大断面失稳煤巷围岩加固技术

采用现场围岩结构观测、锚杆锚固力测试、井下试验相结合的研究方法,开展了山西晋城寺河煤矿大埋深多次扰动大断面失稳煤巷围岩加固技术研究。在围岩结构窥视和锚固力测试的基础上,结合巷道变形破坏情况,确定采用深浅孔组合注浆和高预应力锚索补强控制围岩变形的综合修复方案。通过前期注浆恢复破碎围岩的连续状态,后期高预应力锚索补强大幅度提高围岩的自身承载能力。井下矿压监测结果表明,综合修复技术有效地控制了大巷变形,保持了长期稳定性,为类似条件下的煤巷修复提供了技术支持。

千米深井L型钻孔预注浆加固硐室围岩数值模拟及工程应用

以淮北矿业集团某煤矿千米深井大断面硐室岩层L型钻孔注浆加固为工程背景,围绕其高地压、近水平穿岩层的特点,运用多孔介质渗流理论,建立流固耦合的拟连续介质注浆模型。通过数值模拟分析,获得孤立孔和3孔同时注浆条件下注浆压力、浆液扩散半径与岩石渗透系数的关系,揭示高地应力作用下深部岩体地面预注浆浆液扩散规律。数值模拟结果表明,孤立孔注浆量Q与注浆压力gp、渗透系数k和注浆时间t呈线性关系,浆液的扩散半径R与gp、k、t呈平方根关系;同样注浆条件下L型3孔注浆的单孔注浆流量低于孤立孔注浆时的流量,而浆液渗透半径大于孤立孔注浆时的浆液渗透半径。据此指导制定了该工程注浆加固方案和注浆参数的合理选取,取得了预期效果。对今后类似工程的设计与施工具有较好的参考价值。

浅埋人防隧洞围岩加固处理技术及分析

根据埋深为6～13 m 的某浅埋人防隧洞的前期稳定性分析,提出了对该人防隧洞选取灌浆加固处理方法。在工程的具体实施中,进行了两种浆液的配比实验,并分别确定了该人防隧洞在积水段和无积水段的加固材料及其配比。依据工程实际制定了灌浆施工工序,确立了浆液扩散半径以及3套灌浆终止条件。由灌浆扩散半径及岩芯强度测试的工程灌浆效果检验得知,此次加固措施完全达到了预期的效果和目的。

基于刚-柔性耦合支护技术的围岩加固研究

围岩稳定对于煤矿安全生产具有重要意义。以山西长庄煤矿1208岩石巷为试验巷道,采用刚-柔性耦合支护技术控制围岩变形,并对开挖变形和受力进行现场监测和数值模拟研究。

围岩加固对天津地铁盾构隧道抗震性能的影响

以天津地铁三号线隧道衬砌与周围土体为研究对象,利用ANSYS有限元软件建立了三维有限元模型,重点分析了地下结构的抗震性能以及围岩加固方法的减震效果.结果表明:采用围岩加固方法对地下隧道进行加固,其抗震效果显著.当弹性模量一定时,加固层越厚,结构的受力和变形越小,减震效果越好;当围岩的加固厚度一定时,增加结构的弹性模量可以效减小衬砌结构的弯矩与剪力极值.

用可控浆液浓度的注浆锚杆加固巷道围岩

提出用可控浆液浓度的注浆锚杆加固岩体的新工艺。该工艺可根据岩体中裂隙开度不同，沿锚杆孔深度改变水泥浆液的浓度，从而在巷道周围形成胶结密实的岩石砼拱，提高巷道的稳定性。