基于松动圈理论深埋黄土隧道围岩压力计算方法

为研究深埋黄土隧道的围岩压力计算方法,通过对深埋黄土隧道开挖后的围岩应力状态进行分析,明确了松动圈的定义,推导了松动圈的表达式,提出了基于松动圈理论的深埋黄土隧道围岩压力计算方法,并基于现场试验监测数据,与既有计算方法的计算结果进行了对比分析,验证了该方法的适用性,分析了含水率变化对老黄土的物理力学参数和围岩压力的影响。结果表明:松动圈为塑性区的内圈,是塑性区内切向应力小于初始地应力的部分;黄土隧道的松动圈较普通巷道和岩石隧道的松动范围大得多,更易受隧道开挖影响;基于松动圈理论的围岩压力计算方法与其他计算方法相比较,计算结果与实测值接近且存在一定的安全储备,使用该方法对深埋黄土隧道围岩压力进行计算是可行的;含水率变化对黏聚力影响较大,由17%增大到21%时,黏聚力减小了25%,围岩压力增大了30%。可见,基于松动圈理论的围岩压力计算方法可为深埋黄土隧道以及其他软弱土质围岩隧道的围岩压力计算提供思路。

不同应力状态下钢管混凝土支架支护性能模拟分析及应用研究

为解决千米深井巷道支护难题,以华丰煤矿-1100 m水平大巷为研究对象,分别设计了基于直墙半圆拱形钢管混凝土支架和曲墙半圆拱形钢管混凝土支架的复合支护方案,采用有限元软件ABAQUS模拟水平主应力、垂向主应力和等压应力3种围岩状态,分析不同应力状态下钢管混凝土支架的支护反力、支架变形和支架破坏方式,揭示钢管混凝土支架不同应力水平下的支护性能与两种断面支架的性能差异,并将复合支护方案应用于工程实践,在工程中验证两种断面支架变形差异,并对薄弱点提出加固建议。

某超高层深基坑开挖对既有隧道变形和内力的影响分析

某超高层深基坑支护结构边线距隧道结构边线最近净距离仅6.7 m,采用有限元分析基坑支护设计和施工对紧邻已建成隧道变形和内力的不利影响。经有限元计算分析可知,通过施加预作用力的方式,使隧道围岩处于安全可控的应力状态,隧道变形和内力变化远小于控制标准,目前基坑已全部施工完成,隧道正常运营未受影响,相关施工经验值得借鉴。

宏远矿锚索支护应用技术研究

宏远矿开采的15号煤层顶板,因本矿煤层为泥岩,属于不稳定顶板,存在围岩强度较低、存在巷道变形量大、支护效果差、后期维修量增加等问题,因此,宏远矿进行了采用高预应力短锚索配套高强度钢托盘从而使预紧力扩散到锚索周围的煤岩体中的现场实践。基于此,用数值模拟的方法,对调整前后的支护效果进行了研究分析。结果表明:采用高预应力短锚索配套高强度钢托盘后,改善了围岩应力状态,保证了巷道支护的效果。