新景煤矿15226综放工作面陷落柱超深孔扩裂爆破研究

陷落柱是煤矿开采中经常遇到的地质构造,对安全回采效率产生不利的影响。新景煤矿15226工作面揭露了X3、X4、X5和X6陷落柱,为保证工作面安全回采,提高开采效率,采用超深孔扩裂爆破的方法对陷落柱进行处理。结合地质资料和物探资料确定4个陷落柱的位置及形态,并确定了超深孔的布置方式及参数,分析了超深钻孔的施工工艺并探讨了超深孔爆破时的安全措施。实践表明,15226工作面顺利通过X5和X6陷落柱,且与未做深孔爆破处理时相比,截齿的消耗速度下降了74.21%,工作面的推进速度提升了16.1%,说明超深孔爆破技术保障了工作面的安全高效开采。

考虑扰动效应柱孔扩张过程超孔隙水压力的研究

针对饱和土沉桩过程中超孔隙水压力分布的计算问题进行了理论研究。采用柱孔扩张原理进行了理论模型的建立,并考虑了土体扰动对于扩张过程的影响,在塑性区范围内采用了线性扰动模型评估土体的强度,建立了不排水条件下的应力与超孔隙水压力的解答,并与经典理论结果进行了对比分析。土体的扰动通过扰动系数体现为土体强度的损失,扰动程度越大,孔壁处的极限扩张压力越小,超孔隙水压力幅值越低,经典理论结果是线性扰动模型解答的一个特例。

竖向荷载下软土中碎石单桩破坏模式及承载力计算

采用有限差分法对软土地基中碎石桩单桩竖向受荷破坏全过程进行数值模拟研究.引入考虑体积应变截断的塑性硬化模型模拟碎石桩体,能够较好地反映碎石桩体的非线性剪胀力学行为以及由此引起的桩土相互作用.重点分析了桩体鼓胀变形、桩侧土压力演化以及由此决定的单桩破坏模式与典型荷载沉降曲线.传统单桩极限承载力公式所假设的整体剪切破坏模式仅适用于刚度较大的土体,而在软土中局部剪切破坏模式更为常见.为此,基于弹塑性介质中圆孔扩张理论推导了考虑桩体鼓胀变形及桩周土体刚度的碎石桩单桩承载力计算公式,并通过对比数值解验证了推导公式的有效性.较为系统地研究了软土地基中碎石桩单桩的承载机理及破坏模式,可为进一步研究碎石桩复合地基承载机理打下坚实的基础.

盾构隧道同步注浆施工引起的地层变形分析

同步注浆是盾构隧道施工的重要施工工艺,对控制地层变形影响显著。为得到盾构同步注浆施工引起的地层变形理论解析解,将同步注浆浆体在土体中扩散引起的地层位移问题简化为半无限土体中柱孔扩张问题,从无限体中柱孔扩张的基本解答出发,对半无限问题采用地表应力修正的方法,得到弹性条件下半无限体中的挤土位移解。并通过具体工程实例,分析影响同步注浆引起地层变形的因素。结果表明:同步注浆引起的地表隆起值随注浆率线性增长,随隧道开挖半径的增大或开挖深度的减小而增大。

线性扰动条件下饱和土体扩张计算分析

针对饱和软土扩张时土体易受扰动的问题,通过引入扰动系数描述扰动程度,在塑性区内通过线性插值给出了不同位置处土体屈服准则,并基于不排水条件推导了扩张过程中的应力分布,采用Henkel孔隙水压力理论给出了扩张后超孔隙水压力分布规律,对比分析了不同扰动程度下的扩张结果。试验结果表明:(1)外部作用对土体的扰动主要体现为对土体结构性的影响,具体体现为土体强度的降低,塑性区内扰动程度随距离的增大而降低,在塑性区半径处扰动程度降低为0;(2)不考虑扰动情况下的计算结果会偏大,不利于工程安全性评价,考虑扰动的影响更加符合工程实际情况,结果更合理。

带扩孔端的抗拔桩在地下变电站抗浮设计中的应用

全地下变电站在地下水位浅、深厚过饱和软粘土的工程地质条件下承受着巨大的地下水浮托力,目前根部带有扩孔端的抗拔桩新技术在国内同类型工程中首先应用。从必要性入手,以课题活动的展开,研究扩孔端的工作机理分析和参考规范标准确定适用的设计原则和公式,已通过试桩和三项工程成果得到印证,并取得了良好的社会、经济和环保效益,具有技术先进、经济合理的应用推广价值,同时也提出了尚需优化的方向。