采用统一强度理论的锚喷支护围岩弹塑性统一解

基于双剪统一强度理论,结合点锚式锚杆锚喷支护的力学机理,导出双向等地应力情况下无限均匀介质中锚喷支护圆形洞室围岩应力场、位移场及塑性区半径解析解.分析强度理论参数b值对弹性区和塑性区应力、位移的分布特点的影响,以及锚喷支护对塑性区半径影响的变化趋势.结果表明:与Morhr-Coulomb强度理论结果相比,隧道轴向应力和...     

内粘聚力软化的圆形硐室围岩弹塑性分析

基于莫尔-库伦准则,考虑岩石材料的软化特性,用内粘聚力随有效塑性应变呈非线性软化的模型推导出硐室围岩塑性软化区半径、硐室位移、围岩内任意一点的应力状态以及围岩压力的解析计算公式.所得的研究成果符合实际情况.以著名的卡斯特奈公式为特例,根据岩石力学性质试验结果和实际工程情况,合理确定软化参数η,可正确地确定围岩压力的大小,从而合理地选择支护结构.通过算例分析了软化与卡斯特奈公式对计算结果的影响.     

考虑材料软化的洞室围岩弹塑性分析的统一解

基于统一强度理论,考虑岩土材料的软化特性,用弹性塑性软化塑性残余三线性应力应变模型推导出了洞室围岩塑性残余区半径、塑性软化区半径、洞周边位移、围岩内任一点应力及围岩压力的解析计算公式。同时给出了洞室围岩所处应力状态的判别式。得出的解答具有广泛意义。著名的Kastner公式、Airey公式均为本文的特例。通过实例分析了软化及不同强度模型对计算结果的影响。     

黄土隧道围岩压力影响因素及其弹塑性理论解

以平定高速公路太平隧道为例,简要介绍了地质因素、开挖方法、衬砌设置时间等对黄土地区隧道围岩压力的影响,并给出了黄土地区隧道围岩压力计算的弹性及弹塑性解,对黄土地区隧道施工技术的发展具有一定的指导价值。     

软岩硐室围岩作用关系分析

在现场锚注加固试验基础上,根据注浆量统计结果,对软岩硐室围岩间空隙分布进行反分析,采用FLAC建立相应数值分析模型,分析了不同支护围岩关系对支护体内力和围岩自承能力的影响以及支护体的变形破坏特征,得出的结论对改进煤矿大断面软岩硐室支护工艺有一定意义.图6,表2,参5.     

硐室围岩力学参数反分析

基于差分法和人工神经网络建立了新的硐室围岩力学参数反分析方法。通过对比分析,选取FLAC差分程序为数值计算软件;针对不同力学参数,通过FLAC程序运算,得出相应的神经网络分析样本;对网络进行学习训练,并进行了网络结构及其学习参数优化;利用网络学习结果,对围岩力学参数进行反分析,与现场实测结果对比,证实了反分析方法的正确性和可靠性。     

红庆河副井马头门硐室围岩稳定性分析

针对马头门硐室处于千米埋深、应力集中、设计断面大、结构受力复杂等条件,利用FLAC3D数值模拟软件,以红庆河煤矿副井马头门硐室为研究对象,根据工程地质条件、岩层的物理性质对副井马头门硐室围岩结构进行数值模拟,同时进行副井马头门硐室围岩收敛变形监测工作,基于数值模拟和变形监测结果,对副井马头门硐室初期支护结构进行优化补强设计.研究结果表明:优化后的副井马头门硐室支护结构安全储备较高且设计方案合理,对工程的设计和施工具有一定的指导意义.     

锚杆注浆联合支护大断面煤仓硐室围岩变形分析

以土朱矿井煤仓硐室为例,运用损伤力学分析了巷道开挖效应;利用FLAC4.0数值模拟软件计算分析了大断面硐室围岩的稳定性,并建立了无支护和锚杆注浆联合支护两种模拟方案,两种方案模拟结果的对比显示锚注联合支护形式能够有效地加固围岩和控制围岩变形;通过工程类比法和FLAC数值模拟相结合对大断面硐室锚杆注浆联合支护方案进行了设计,确定了锚注联合支护参数,通过后期的现场观测,说明了锚杆注浆联合支护在大断面煤仓硐室支护中效果良好,能够保证硐室围岩的长期安全稳定.     

地下圆形隧道开挖卸荷围岩弹塑性分析

针对地下圆形隧道,在分析开挖卸荷的基础上,分别给出了弹性和弹塑性围岩二次应力的计算表达式.在弹性不同侧压力条件下,分析了围压切向应力分布规律,当λ0.33时,圆形隧洞围岩将不出现拉应力.当围岩处于弹塑性状态时,考虑围岩稳定的前提下,扩大塑性区半径R,就可降低维持极限平衡状态所需的支护抗力pi,充分发挥了围岩的自承作用.     

锚杆注浆联合支护大断面煤仓硐室围岩稳定性研究

以土朱矿井煤仓硐室为例,运用松动圈理论和组合拱理论分别计算了硐室围岩稳定性系数,2种理论计算得到硐室围岩稳定性系数均大于1.1,证明了锚杆注浆联合支护设计参数符合硐室围岩安全稳定的要求.运用FLAC4.0数值模拟软件计算分析了大断面硐室围岩的稳定性,建立了无支护、锚杆支护、锚杆注浆联合支护3种模拟方案,分别分析了3种方案时硐室围岩的变形情况,模拟结果显示锚杆注浆联合支护的巷道顶底板和两帮收敛量都较小,底鼓量也较小,能保证该巷道围岩的长期稳定.最后运用工程类比法确定采用锚杆注浆联合支护方案,并通过后期现场观测,证明锚杆注浆联合支护效果良好,能够保证硐室围岩的长期安全稳定.图4,参7.     

破碎围岩环境下巷道应力与变形监测

开采过程中,破碎围岩环境下巷道煤岩结构及应力与变形随时间演化行为直接影响其稳定性。通过理论计算,结合现场应力监测、声发射(acoustic emission,AE)和钻孔窥视等手段,定量确定了工作面煤巷的松动范围和塑性区范围,综合分析了破碎围岩环境下煤岩非对称变形特征,为工作面安全开采提供了依据。     

隧道与溶洞间复合围岩抗水压能力数值模拟研究

针对平行导洞扩挖施工导致隧道与溶洞间围岩安全厚度不足问题,将围岩与注浆结石体、衬砌结构与注浆结石体视为复合围岩,采用岩石真实破裂过程分析软件（Rock Failure Process Analysis, RFPA）软件对复合围岩破裂突水演化过程进行数值模拟,探讨了不同厚度和类型复合围岩的抗水压能力。结果表明：复合围岩破坏分为外层注浆结石体破坏和内层围岩破坏两个阶段;围岩、注浆结石体厚度越大,复合围岩抗水压能力越高;施作初期支护和二次衬砌将显著提升复合围岩抗水压能力,当二次衬砌厚度为1.2 m时,抗水压能力可提高至4.44 MPa,为新圆梁山隧道穿越2#溶洞施工合理选择临时二次衬砌参数提供依据。     

锚注支护巷道围岩变形的粘弹性分析

锚注支护是一项维护围岩稳定的新技术.根据锚注支护机理,将注浆锚杆简化为作用于圈岩的一种体积力,并将注浆作用看作为对围岩力学性能的改善,从而建立了锚注支护计算的力学模型.依据围岩流变特性的试验结果,选择了一个合适的流变模型.最后应用粘弹性理论,分析了对具有流变特性围岩,锚注支护在维护其稳定性方面的作用.计算结果表明,锚注支护对维护流变性围岩稳定的效果显著.     

塑性平面应力问题的统一特征线场理论

文中提出的塑性平面应力问题极限分析的统一特征线场理论,可以广泛适用于不同性质的各类材料,包括各类拉压强度相等的和不相等的各种金属类材料和非金属类材料。统一特征线场理论充分考虑了各种不同材料的中间主应力效应,建立起了各种特征场之间的定理关系,形成了一个系统的理论,有的特征线性均为文中统一理论的特例。     

隧道工程围岩扩容和塑性软化的变形解析

系统考虑隧道工程建设过程中隧道围岩岩体的扩容和塑性软化特性,引入岩石扩容梯度和软化模量的概念,推导出均匀介质中软岩隧道围岩应力场和变形场的理论解析,与其他研究者理论模型进行比较,验证本文理论模型研究的正确性。通过算例分析了隧道工程岩体的扩容梯度和软化模量对围岩塑性区、破裂区半径以及围岩变形和压力的影响,研究结果对隧道支护设计与施工具有指导意义。     

围岩变形的非线性统计分析

根据洞室围岩的变形特征，同时考虑了岩石材料的流变特性、开挖过程中的时空效应以及地下水影响，利用数理统计中的非线性模型，找出相关变量之间的表达式，建立了围岩变形的非线性回归模型，并将其用于工程实践，结果表明，该模型具有较高的可信度。     

桥梁基桩下伏溶洞围岩应力状态分析

运用弹塑性力学基本理论,首先分析了地基中下伏溶洞围压应力状态,辨识应力集中影响范围,并讨论了溶洞洞体形状以及地下水位埋深对溶洞壁应力状态的影响。研究表明,基于厚壁圆筒分析的溶洞围岩应力集中效应带大于6a,基于厚壁圆球分析的溶洞围岩应力集中效应带大于4a;溶洞几何尺寸、土体侧压力系数、m值和地下水位埋深均会对溶洞围岩应力状态产生显著影响。     

Sloboda模型在隧道围岩变形预测中的应用及其适用性分析

隧道围岩变形的监测和分析对于隧道工程的设计和施工都非常关键,鉴于Sloboda生长曲线与隧道围岩变形-时间曲线的相似性,将Sloboda模型引入到围岩变形预测中,通过围岩变形-时间曲线的拟合预测未来围岩变形发展趋势和围岩极限变形值。通过工程实例具体分析了Sloboda模型的适用性,结果表明：Sloboda模型可以较好的拟合隧道围岩变形-时间曲线;围岩变形-时间曲线的波动性以及尾部阶段发展趋势进对Sloboda模型预测效果存在影响;Sloboda模型预测效果要优于指数曲线模型和双曲线模型,具有更好的应用价值。