高应力作用下锚杆-混凝土反拱结构底鼓控制技术研究

根据常村矿地质资料及S6采区1~#上山的底鼓特征,提出了围岩控制与底鼓治理的支护设计方案。运用力学知识对混凝土反拱组合结构和底板围岩的稳定性进行了分析与混凝土结构设计参数的验证,认为凝土反拱组合结构稳定且参数设计合理;通过对设计的支护方案进行理论分析、数值模拟分析和现场工程试验,得知实际底鼓量为135~194mm,远小于原支护近500mm,且底鼓支护结构稳定,未超过极限载荷,从而证实了采用锚杆-混凝土反拱组合结构控制底鼓方案的可行性。

设置反拱加固的拱结构力学性能研究

提出了一种设置反拱结构的拱桥加固方法,该方法是通过在主拱圈拱肋下方设置反拱,在反拱和拱肋之间用竖杆相连,并通过抗弯预埋件和抗剪锚栓把反拱的拱脚和拱肋连接,使反拱结构和原主拱圈共同形成结构受力体系。本文基于有限元参数分析方法,通过设置6个不同参数:拱的矢高f1、拱的拱轴系数m1、反拱的矢高f2、反拱的拱轴系数m2、反拱与待加固拱的等效半径比i、反拱纵向长度与待加固拱的总跨径的比值Kr,以考虑不同拱桥、反拱结构参数对原拱桥关键截面内力、跨中挠度及整体屈曲系数的影响。基于大量计算数据的参数拟合,分别获得跨中弯矩、跨中挠度、拱脚弯矩、拱脚推力、整体屈曲系数的拟合表达式。通过对拟合数据的分析,获得了反拱加固的拱桥结构力学特性的相关变化规律。最后对一个100m跨径拱桥进行加固计算分析,结果表明:本文提出的加固方法不但可以显著提高待加固桥梁的整体刚度与稳定性,而且可有效地降低主拱关键截面的内力。

软岩硐室稳定性的复合结构柔性反底拱控制时效分析

地下工程的围岩为软岩或因赋存深度的增加而呈现软岩特征时,其稳定性控制问题趋于突出,而对软岩硐室底臌的有效控制是决定硐室整体稳定性、保障其服务年限的关键。设计应用于软岩硐室底臌控制的复合结构柔性反底拱,探讨其作用机理,其控制底臌的时间效应包括成拱初期的负底臌效应、吸收变形能为主要特征的柔性支护阶段和后期延长服务年限为目的的刚性支护阶段,其中柔性支护作用保证了相对较长而且稳定的软岩硐室服务年限。经实践证明,试验条件下的负底臌效应历时63 d,柔性结构控制底臌的作用时间为158 d,反底拱刚性结构对底臌的控制可以延长巷道的服务年限140 d,即巷道在1 a内无需底板修复。复合结构柔性反底拱的底臌控制效果明显,但是硐室整体稳定性并非单一依赖于对底臌的控制,支护体系在边界上存在相对薄弱的环节等因素,依然可转化为软岩硐室整体破坏的主要原因。

天台山隧洞工程地质问题及处理办法

地应力的释放和其它原因导致天台山隧洞底板严重变形, 处理办法是改底板的平板结构为反拱结构。22年后, 粉砂质泥岩中的地应力再次释放, 使侧墙受损, 对此进行了回填、封补、灌浆、更换等措施处理, 效果良好。对砾岩、砂岩洞段的掉块问题, 分析成因后实行锚固、喷浆处理。