桩撑式支护基坑通用弹性地基梁分析法

弹性地基梁法常用于模拟分析桩撑(锚)式支护基坑在开挖、设撑等施工工况中变形和受力的变化。目前利用该方法对某工况基坑分析时,首先要将整个支护桩在支撑处划分为若干个桩段,然后利用相邻桩段交界处的位移连续条件和受力平衡条件,推导出相应的待定参数方程,之后再利用求出的待定参数分析支护体系(基坑)的变形和受力。由于不同施工工况对应的支撑数和桩段数不同,因此该方法必须根据不同工况重新推导各自的参数方程,从而导致计算过程繁杂,难以形成通用计算公式和方法,也不易编程等问题。通过将支撑与桩段归纳为3种基本连接形式(即支撑分别相连于桩顶、相邻两桩段之间和坑底),本文建立了相邻两个桩段间待定参数的递推公式,进而推导出了适用于内支撑和锚索支撑形式、任意支撑道数、开挖或设撑工况的通用待定参数方程。该方程仅含4个参数,远少于现有方法且易于求解。文中算例结果验证了本文方法的合理性和可行性。

掘进巷道围岩稳定性研究及支护设计

以某矿巷道为研究对象,采用悬吊、组合梁理论计算确定支护参数,并提出三种支护方案,其围岩位移、应力相差较小;对于塑性区范围,相比方案二,方案三塑性区范围变大,但与方案一相差较小,符合巷道安全掘进要求;对于锚杆索受力,方案三可充分发挥锚杆索的主动支护性能,锚杆索布局更合理。此外,相比方案一、二,方案三中每排锚杆、锚索数均减少1根,巷道支护成本低,方案三最优。

隧道洞口边坡锚索框架梁支护研究

近年来,公路隧道的修建在不断地进行中,同时在施工当中也伴随着较大的安全隐忧,因此隧道洞口的边坡支护对于隧道工程具有现实意义。文章以某隧道2号隧道洞口为例,采用FLAC 3D软件进行单因素变量分析不同锚固力、锚固角度和锚固间距对支护体系的影响,在理论计算方法的基础上,结合数值模拟分别在不同锚固力、锚固角度和锚固间距下对预应力锚索框架梁进行模拟计算与分析,最终得出在以上三种情况下的坡面位移图,然后通过观察位移图的变化并结合理论分析提出最优的支护结构参数。文章可为此类隧道工程中预应力锚索框架梁的结构参数优化设计提供技术参考。

采动影响巷道支护方案设计及效果

为减少松软煤层围岩巷道受采动影响的破坏,提高煤层开采的安全性,以某矿为对象,分析该矿松软煤层在采动影响下围岩的变化规律,设计巷道联合支护技术为“锚网喷+锚索梁+注浆”。与无支护技术相比,经联合支护优化后,该矿巷道顶底板及两帮变形量分别降低68.5%、50%、61%,降幅明显,表明该联合支护技术能有效控制围岩变形,支护效果好。

深井软岩掘巷桁架锚索梁支护技术研究

针对煤矿深井软岩巷道支护难题,提出了“桁架锚索梁”支护方式,运用FLAC2D模拟软件对深井软岩掘巷桁架锚索梁支护方式技术进行研究,结合该支护方式下井下巷道周边煤岩体位移量实测结果,得出桁架锚索梁支护方式可将巷道周边煤岩体浅部的高应力引入深部区域,从而有效控制巷道周边煤岩体变形,保障矿井安全高效生产。

锚索框格梁支护某二级公路边坡的数值模拟

利用有限差分强度折减法,讨论自然状态下的边坡稳定性情况,对锚索框格梁支护结构受力及其对边坡稳定性影响进行分析,并将各开挖步下的边坡稳定性情况进行了对比,计算结果表明:经锚索框格梁加固支护后,边坡稳定性显著提高,锚索对土体起到明显的反向锚固作用,同时,边坡滑动面首次出现在开挖支护面之上,表现为潜在的滑体将越过支护面滑出,为满足边坡的使用功能,需作长远考虑。

九江长江公路大桥主塔钢锚梁施工技术

文章结合九江长江公路大桥,介绍了主塔钢锚梁施工组织设计中需要考虑的主要目标,施工程序步骤以及施工精度控制措施,可供今后类似桥梁的施工参考。

让压型锚索箱梁支护系统组合构件耦合性能分析及应用

对锚索梁支护及组合构件耦合支护研究现状进行了总结分析,指出锚索梁支护系统组合构件耦合支护研究的必要性和意义。以"先控后让再抗"支护理念为指导,研发出高强让压型锚索箱梁支护系统。通过层次分析法得到支护系统各构件权重值,提出了支护系统构件整体性能利用率、耦合效率和围岩控制效果3个指标,进行的13种数值试验对比方案结果表明:Ⅱ12c+Φ22锚索、Ⅱ12b+Φ22锚索和Ⅱ12a+Φ17.8锚索方案对应的支护系统均具有较高的耦合效率;锚索型号对支护系统耦合效率具有较为显著的影响;增大预紧力有助于进一步提高构件整体利用率、耦合效率,改善围岩控制效果。设计制作了测力箱梁,选择Ⅱ12b+Φ22锚索方案对应的锚索梁支护系统进行了现场试验,测站监测结果显示,支护系统在掘巷期间的整体性能利用率为54.51%,构件耦合效率达到75.61%,系统各构件达到了同步承载的效果,巷道顶板沉降量和两帮移近量分别为148 mm和180 mm,较好地控制了巷道围岩变形。

大倾角煤层回采巷道的锚固分析

结合理论分析及工程实践，提出回采巷道支护的四个基本原则。用离散元法对大倾角煤层回采巷道锚杆的作用原理进行分析，说明综合支护的必要性。建立大倾角煤层回采巷道锚杆支护的倾斜组合梁模型，并进行解算，给出锚杆支护参数的表达式。对回采巷道锚杆支护中几个应注意的问题进行了分析。

大埋深软岩巷道锚网索支护机理研究

在大埋深巷道中,采用锚网索支护技术控制巷道围岩变形,其科学依据主要是悬吊理论、加固理论和组合(梁或者拱)理论等。本文针对某些大断面软岩巷道顶板为似连续体短梁、夹层梁或层梁等情况,首次运用Timoshenko梁理论对顶板稳定性展开计算,并结合算例深入分析了顶板变形破坏与锚网索支护参数的关系;同时探讨了巷道两帮围岩变形失稳的影响因素,且综合运用算例计算和数值模拟等方法确定顶板和两帮之间的相互作用关系。理论计算、算例分析和数值模拟表明,采用锚网索支护是实现有效控制大埋深软岩巷道围岩变形的技术措施。

黄土高原矿区边坡生态恢复治理研究--PVC板材格构锚杆梁植被种植保障技术

为了保护黄土高原矿区生态环境,解决传统工程措施景观效果差且随时间推移结构易失效的问题,采用植被进行坡面保护和侵蚀控制的边坡生态恢复治理,可以实现长期有效地固土护坡以及美化环境的功能。针对当前黄土高原矿区边坡生态恢复植被种植保障结构构筑物自重大,且后期存在强度损伤缺陷的问题,基于PVC板材具有耐酸、耐碱、耐盐、原材料丰富、质量小、对环境友好无危害、更好的耐久性,以及运输成本、施工工期、后期养护综合优势大的特点,提出了基于PVC板材格构锚杆梁的边坡生态恢复治理植被种植保障技术,阐述了其结构设计和施工方法,并整理了黄土高原矿区各植被分带区典型植被,提出了采用灌草型植被群落类型进行坡面生态恢复,辅以乔木进行多级平台生态恢复。结果表明:基于PVC板材格构锚杆梁的边坡生态恢复治理植被种植保障技术改善了传统施工工艺,结构简单,施工方法步骤简便,在保证结构完整性的基础上,自重较小,景观效果好,植被恢复率高,不仅起到坡面防护效果,还能提高边坡稳定性,应用前景广阔。研究成果对于进一步揭示基于PVC板材格构锚杆梁的植被护坡机理,以及黄土高原矿区边坡生态恢复治理研究,实现黄土高原矿区区域经济可持续发展具有重要意义。

朝川矿煤巷锚网索支护参数优化研究

分析了朝川矿随着开采深度的增加锚网索支护存在的问题,根据现场的调研,从矿区地质条件,围岩性质,地质力学特征等方面对巷道顶板破坏高度及两帮破坏深度进行了计算,在此基础上对现有的锚网索支护参数进行了系统优化,提出了该矿锚网索支护的设计方案.井下观测结果表明,采用新的支护方案后,巷道表面位移和顶板离层值都大大减小,有效地控制了巷道断面的强烈变形,既加快了巷道施工速度,又降低了成本,为矿井安全生产提供了保证.

三软煤巷锚(索)梁网支护技术研究

介绍了皖北矿业集团孟庄矿 3 -1煤顶底板软岩煤巷锚 (索 )梁网支护试验的基本情况 ,在支护设计中以地应力评估为基础 ,考虑到生产技术条件 ,根据工程类比和工程量测法相结合 ,确定锚梁网支护参数 ,锚梁网支护同 U型钢棚式支护进行支护效果比较 ,说明了锚梁网支护能适应三软煤巷支护 ,不仅施工速度快、成本低 ,而且巷道稳定性好 ,具有显著的经济效益和应用价值。

单轨吊巷道顶板深梁支护结构的构建及应用

针对单轨吊作用下区段平巷顶板控制难题,提出将巷道顶板视为深梁进行稳定性分析,并采用密集布置的高预应力锚索和强力锚杆支护系统构建顶板锚固复合深梁承载结构。采用FALC3D数值模拟软件研究了余吾矿S1203回风巷实际支护参数条件下的顶板预应力场分布特征,揭示了单轨吊巷道顶板的成梁机制,得出S1203回风巷顶板深梁厚度为6 m。通过对S1203回风巷顶板进行受力分析,建立了单轨吊作用下巷道顶板锚固复合深梁承载结构的力学模型,根据应力叠加准则,推导出深梁内部最大剪应力分布表达式,据此结合Matlab数值分析软件得出顶板深梁最大剪应力分布随单轨吊载荷变化的响应规律,阐明了单轨吊作用下巷道顶板的稳定性控制机理。根据S1203回风巷的矿压观测结果,单轨吊作用前后巷道顶板均未出现离层现象,顶板最大下沉量及两帮收敛量不变,分别为72,48 mm,表明巷道顶板深梁支护结构的构建有效实现了单轨吊作用下巷道顶板的控制。

膨胀土高边坡多级组合式支挡结构力学特性现场试验研究

为分析大气环境下膨胀土高边坡组合式支挡结构的支护响应,对南昆铁路1个膨胀土高边坡多级组合式支挡结构(框架梁锚杆(锚索)+抗滑桩组合式支挡结构)中的土体湿度、土压力、桩身弯矩、坡面位移进行现场监测,分析大气环境下支挡结构的力学演变特征。研究结果表明:监测期间,土体经历了干湿循环作用,引起土体胀缩变形;抗滑桩后土压力走势与土体湿度变化趋势基本一致,且桩后土压力介于主动土压力与静止土压力之间;框架梁后土压力与锚索拉力均自上而下增大,有必要加强边坡底部防护;抗滑桩弯矩增量沿深度呈反C形分布特征,其最大值位于桩身前嵌固段与自由段的分界线附近,该位置为桩身受力状态的最不利处;坡面位移与支护结构内力变化范围幅度不大,表明框架梁锚杆(锚索)+抗滑桩组合式支挡结构可用于膨胀土高边坡防治。

多排抗滑桩与锚索框架梁在滑坡治理中的联合应用研究

论述了工程设计中多排抗滑桩与预应力锚索框架梁的设计计算方法,在基于传递系数法计算单排抗滑桩的基础上,按照抗滑桩的分布位置分区域计算多排抗滑桩的滑坡推力,并基于此按悬臂桩法计算多排抗滑桩。以杭瑞高速公路某挖方边坡为例,介绍了多排抗滑桩与锚索框架梁联合支护体系在滑坡治理中的设计方法及应用情况。

自锚式悬索桥合理成桥状态的实用计算方法

合理确定吊索张力及主缆线形是自锚式悬索桥设计中的关键问题。基于加劲梁的受力特性,推导了用于吊索张力优化的刚性支承连续梁法;从悬索的基本平衡微分方程出发,提出了主缆线形计算的梁比拟法;两者结合使用,通过常用的杆系结构线性分析程序即可进行吊索力优化及主缆线形计算,从而确定自锚式悬索桥的合理成桥状态。算例分析表明,实用方法的力学意义明确、操作简单且计算精度高,可在设计实践中推广。

综采工作面锚索钢梁连锁棚梁超前支护新工艺

淮南张集煤矿1112(3)工作面受两侧沿空及超前支承压力,工作面上下顺槽超前段矿压显现剧烈,巷道变形严重。传统的套棚、回棚和单体液压支柱配合铰接顶梁或工字钢梁挑棚超前支护仍存在劳动强度大、劳动效率低等缺点。采用锚索钢梁代替圆木套棚和四排挑棚进行超前支护的新工艺时,支护强度明显提高,两巷顶底板及两帮位移明显减小,支护成本大大降低。

三软特厚煤层煤巷锚网支护技术应用

郑煤集团公司超化煤矿改变三软特厚煤层传统的架棚被动支护方式,采用锚梁网主动支护,先锚杆+钢筋梯子梁+钢网支护、后打锚索结构补强的支护方法。实践证明,煤巷锚网梁主动支护显著提高了巷道支护效果,降低了工人劳动强度。同时能够与综采工作面配套减少替棚工序,降低掘进成本,保证了采煤工作面的安全、快速推进。

大跨度煤巷双跨桁架锚索控制机理及应用

为了解决大跨度巷道单跨桁架锚索底部跨度过大而不能对巷中区域产生有效复合高预应力的支护难题,提出将两组高预应力桁架锚索交错对称布置,形成适用于大跨度巷道双跨桁架锚索控制系统,并阐明其支护特点及对顶板拱梁结构的控制机理。分别建立双跨桁架锚索支护断裂顶板拱梁结构和岩块回转变形失稳的力学模型,得出系统的平衡路径与岩梁发生失稳的临界点以及岩块不产生回转变形失稳的临界条件。针对白龙煤矿复合泥岩顶板大跨度煤巷围岩支护现状,结合现场地质生产条件并综合多种研究方法,确定大跨度复合泥岩顶板煤巷双跨桁架锚索系统和锚杆强力支护系统的联合控制方案,并进行现场应用。现场实践表明,该方案控制效果好,支护系统无损毁,实现了大跨度复合泥岩顶板煤巷围岩的有效控制。