矿山法隧道初期支护中栓钉型钢与喷射混凝土界面黏结滑移本构模型与试验研究

[目的]为探明矿山法隧道初期支护中栓钉型钢与喷射混凝土界面黏结滑移本构关系。[方法]以栓钉长度、直径和布置形式为变化参数,设置4组不同工况,进行腹板带栓钉的型钢-喷射混凝土短柱推出试验,分析其破坏模式、荷载-滑移特性和承载力等。[结果及结论]栓钉试件的破坏模式受栓钉数量和强度影响,分为拉裂破坏和胀裂破坏两类;典型的平均黏结强度-相对滑移曲线可分为无滑移段、曲线上升段、曲线下降段和水平残余段;室内试验证明栓钉直径和布置形式是影响承载能力的主要因素;根据受力机制建立带栓钉的型钢与喷射混凝土界面的黏结滑移本构模型,并经室内试验和数值模拟双重验证,表明提出的黏结滑移本构模型精度较高。研究结果可为矿山法隧道型钢与喷射混凝土支护结构设计提供理论支持。

不同掺合料对喷射钢纤维混凝土性能的影响

依托某重点工程隧道穹顶支护用高性能喷射混凝土的性能要求,配制了C40喷射钢纤维混凝土,研究了掺合料的种类(粉煤灰、专用掺合料、抗裂剂)对喷射钢纤维混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明:掺不同掺合料喷射钢纤维混凝土的坍落度均满足(180±20)mm的要求,表观密度稳定在2530 kg/m3左右,抗压强度均满足设计强度等级要求,耐久性能均较好;另外,与掺粉煤灰的喷射钢纤维混凝土相比,掺专用掺合料或抗裂剂的喷射钢纤维混凝土的保水性和黏聚性均较好,力学性能和耐久性能基本均较优,抗渗等级分别达到了P11和P10,28 d碳化深度均小于12.0 mm。

沟门金矿巷道支护方案的研究与优化

沟门金矿以矿岩工程质量指标RQD值作为巷道分类依据,应用FLAC3D数值模拟软件开展不同类别巷道的数值模拟,并对支护效果进行分析。巷道数值模拟结果表明:围岩级别Ⅱ~Ⅳ级巷道采取喷锚网支护方式,根据不同巷道断面、围岩级别明确了喷射混凝土厚度、锚杆网度等支护参数;对于Ⅴ级围岩,最佳支护方案为喷射混凝土+钢支架,其中C30喷射混凝土厚度100 mm作用是封闭裸露岩体,钢支架间距宜为1.5 m。

复合土钉墙支护技术在软土地区深基坑支护施工中的应用研究

在软土地区深基坑支护施工过程中,由于地质自身的抗剪强度较低,导致基坑的变形情况较为明显,为此,提出复合土钉墙支护技术在软土地区深基坑支护施工中的应用研究。考虑到在开挖过程中,边坡的变形和位移发展速度较快,通过土钉+预应力锚杆来增加边坡的整体稳定性及变形,土钉和锚杆按照错位排布的方式布置。对坡面布置钢筋网片,并进行C30混凝土喷射处理,使基坑表面形成厚度在100 mm~200 mm的混凝土层。土钉和锚杆通过槽钢腰梁与坡面结构连接,形成一个整体。在测试结果中,基坑在水平方向上的最大位移仅为20.08 mm,竖直方向上基坑的最大位移也仅为11.42 mm,均明显低于对照组。

锚喷结构中钢锚杆锈蚀量的估计分析

根据采矿工程中锚杆锈蚀问题，提出了地下环境场下钢锚杆开始锈蚀时间的确定方法．同时依据腐蚀电化学原理，建立了预测钢锚杆锈蚀量的数学模型，导出了两类环境锚杆锈蚀开裂前和开裂后的锈蚀量计算公式．这里考虑了环境碳化、相对湿度和水膜对氧化吸收能力的影响．讨论了锚杆锈蚀量与各影响因素的关系，得出了锈蚀量随时间、锚杆直径的增大而增加，且锈蚀时间越长，钢锚杆直径影响越大等重要结论．

微型钢管桩用于岩石基坑支护的作用机制分析

微型桩由于施工方便、快速在基坑工程中得到了广泛应用。以微型钢管桩-喷锚联合支护的岩石基坑工程为对象,通过数值模拟,分析微型钢管桩在岩石基坑支护中的作用机制。分析表明,当基坑地层中存在较厚的强风化岩层或性质较差的岩层时,设置在其中的微型钢管桩能有效地减小基坑水平位移,并合理调配预应力锚索的拉力,同时,微型钢管桩承受较大的弯矩和轴向压力,在设计中宜考虑微型钢管桩的有利作用,计算时应验算弯矩和轴向压力联合作用下微型钢管桩的安全性;设置在性质较好的中风化和微风化岩层中的微型钢管桩,对基坑作用很小,可考虑不设置微型钢管桩支护。

软破围岩中浅埋大跨人防工程锚固综合技术的研究

本文首先对该工程围岩稳定性进行科学评价 ,并确定围岩类别 ,以锚为主。施工中对开挖顺序进行调整 ,对锚索、锚杆注浆工艺进行改进 ,保证了施工安全和工程质量 ,取得良好的技术经济效果。

大断面硐室开挖支护与围岩稳定性分析

运用有限差分数值计算软件(FLAC),模拟分析了阳泉三矿芦南分区胶带驱动机硐室在分步开挖过程中围岩的稳定性。研究结果表明:以长锚索为主要支护手段的锚网喷支护形式,能保证硐室在使用过程中的安全稳定,初步设计的支护参数,从整体上能够满足硐室的变形使用要求;硐室的底板和拱角是硐室稳定性相对薄弱部位,在硐室施工过程以及硐室施工后,应采取适当措施,确保硐室施工过程以及长期的稳定性。

锚网喷联合支护大断面硐室围岩稳定性分析

以鸣山煤矿北翼副暗斜井绞车房为例,运用塑性区理论和FLAC3D数值模拟软件计算分析了大断面硐室围岩的稳定性,进行了大断面硐室锚网喷联合支护初始方案设计,并通过后期现场观测,说明锚网喷联合支护效果良好,能够保证硐室围岩的长期安全稳定。

地震荷载作用下基坑支护体系稳定性分析

针对砂砾地层基坑施工的典型支护方式及其支护结构特点,通过建立合理的三维地震反应模型,采用LS-DYNA软件模拟强地震作用下基坑及支护结构的动力稳定性及其失稳突变过程,分析了锚喷支护、地下连续墙加钢支撑支护的耐振特性、钢支撑地震位移及其突变过程和时效特效.结果表明:锚喷支护结构的耐振特性明显优于钢支撑;钢支撑振动位移及其失稳破坏呈现出明显时域特性,且遭受地震后在极短时间内即可发生突变性破坏;地震波的传播方向对结构的稳定性影响很大.

松软煤层回风平巷高强U钢支护数值模拟研究

依据永煤集团主焦矿软弱底板的典型地质条件,采用FLAC3D数值模拟的方法研究巷道U29高强度型钢支护下围岩的稳定性,通过与锚喷支护作对照研究,分析得出其应力、位移、塑性区等的变化规律.对U29型钢支护方式进行现场工业性试验,随巷道掘进布置测站,定期监测围岩变形情况及支架的受力状态.结果表明,U29型高强度型钢支架能有效控制围岩变形破坏,支架结构稳定可靠,为保证煤巷的稳定及选择合理的支护形式提供了理论和现场依据.

巷道穿断层破碎带不对称支护技术研究与应用

为了解决穿断层巷道支护技术难题,以穿南屯矿DWF10断层破碎带的西北轨道运输上平巷掘进为工程背景,综合采用数值计算和现场工业性试验的方法研究断层破碎带巷道围岩控制技术与方案。通过分析穿断层巷道围岩变形破坏机理,提出了分步联合支护技术方案,即采用"高预应力锚网支护+U型钢支架支护+喷浆支护"的初次支护和"预应力锚索支护+滞后注浆补强加固"的二次支护,巷道支护效果分析表明围岩变形已基本得到控制,为减少采区巷道断层保护煤柱宽度、提高薄煤层采出率提供了技术保障。

皮里青煤矿斜井风化基岩段分段支护技术

为解决皮里青煤矿斜井风化基岩段两帮移近量大、顶板冒落、支护成本高等问题,基于岩层段划分、现场锚固力试验,提出了利用工字钢支架和锚网索喷2种支护方式对风化基岩段进行分段支护的优化方案,并进行了FLAC^(3D)模拟分析和现场工业性试验。结果表明:弱风化基岩段锚网索喷支护能够满足98、196 k N的锚固力设计要求,且围岩控制效果优于工字钢支架,围岩塑性区范围和变形量分别减少了25%和40%,因而风化基岩段进行分段支护能够达到更优的支护效果。

钢纤维喷射混凝土在隧洞加固中的应用

探讨在原衬砌加喷钢纤维喷射混凝土的方法.分析了围岩、原衬砌普通混凝土、钢纤维喷射混凝土等三层材料的结构性能,并以工程中常见的地质情况为例,说明使用钢纤维喷射混凝土的优越性.

全封闭U型棚架与锚网喷注联合支护技术研究

针对淮南地区邹庄煤矿3024采区瓦斯抽放泵硐室的支护出现失稳变形这一情况,文章分析了支护失稳变形的破坏机理,提出了复杂围岩条件下的全封闭U型钢架及锚网喷注的联合支护方式,现场应用65d后支护变形趋于稳定,表明该支护形式在复杂围岩条件下能够有效控制动压巷道围岩变形。

钢纤维喷混凝土技术在软岩巷道支护中的应用

钢纤维喷混凝土作为一种新型复合材料被广泛应用于水利水电、公路隧道、矿山巷道等支护工程。通过分析钢纤维喷混凝土技术的特性,以青海某矿实际工程为背景,介绍了钢纤维喷混凝土技术的材料选择、配比设计、施工设备以及喷射施工过程和要点。实际应用效果良好,可为类似工程的施工提供借鉴。

龙滩电站洞室群围岩锚固中的新材料和新工艺

龙滩水电站发电地下洞室群围岩锚固设计中,为确保洞室群围岩稳定、提高支护材料耐久性、加快施工进度、简化施工工艺,根据设计论证,通过现场试验,已成功地采用了水泥药卷预应力锚杆和无粘结防腐预应力锚索、喷钢纤维混凝土、喷聚丙烯微纤维混凝土等新材料和新工艺。这保证了工程质量,确保了发电工期。

湿喷钢纤维混凝土在寒区边坡工程的应用

湿喷混凝土在体积、反弹及工作环境方面明显优于干喷混凝土。利用各种混凝土外加剂、硅粉、纤维加固的方法，能够产生高强度混凝土。测试结果表明，钢纤维可以替代100-150mm钢丝网衬砌，具有更大的韧性。具有早期强度高的钢纤维混凝土，通过应用遥控喷钻机，提高了施工效率。应用湿喷钢纤维混凝土比采用相同厚度钢丝网衬砌效率提高3～6倍。虽然钢纤维混凝土材料的成本约比钢丝网混凝土高70％～80％，因工效高最终成本节约10％～20％，岩锚与钢纤维喷射混凝土组合支护适用于临时和永久边坡支护。

节理化差异岩层大巷的变形机理及其控制研究

基于神火集团葛店煤矿-600m轨道大巷的地质条件,采用UDEC4.0模拟分析了不同节理化程度条件下巷道围岩的应力分布和变形特征,研究了差异岩层交界处由于岩性不同所引起的变形和应力差别。分析出节理化软岩巷道大范围岩石膨胀变形的原因,得到交界处岩层的变形差异原因。在此基础上进行高强、超高强锚网索喷和锚注二次支护的控制研究,确定了锚注二次支护控制方案。现场应用证明了研究结论的正确性,取得了良好的技术经济效果。

大雁矿区深部软岩支护的研究与实践

针对大雁矿区的生产实际、软岩巷道变形特征及矿山压力对软岩巷道的作用情况,采用了以锚喷支护为主的复合支护方式,应用U型钢可缩封闭刚柔兼顾支护及复合支护形成一个共同的力学承载体系,充分发挥支架和围岩本身的承载能力,采用上述措施后,有效地控制了围岩松动圈的扩大和围岩位移,支架最大变形为宽度收缩27mm,围岩最大移近量50mm,提高了大雁矿区蒙脱石含量高的软岩巷道的稳定性。