圍巖大變形機理及控制技術(shù)研究

前言

第1章 緒論

1.1 引言

1.2 深部巷道圍巖大變形研究

1.3 開采引起巷道圍巖大變形的研究

1.4 膨脹性軟巖巷道圍巖大變形的研究

1.5 工程背景和實際意義

1.6 主要研究思路

第2章 破裂巖礦物晶體化學(xué)特性研究

2.1 礦巖成分分析

2.2 破裂巖的微結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

2.3 破裂巖的水理性

2.4 本章小結(jié)

第3章 裂隙巖峰后滑移剪膨變形機理研究

3.1 引言

3.2 巖石的三軸壓縮試驗

3.3 不同側(cè)壓下巖石變形和破壞特征

3.4 基于三軸壓縮試驗的巖石破壞準則

3.5 基于三軸壓縮試驗的巖石損傷演化方程

3.6 本章小結(jié)

第4章 工程巖體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本構(gòu)模型及其建立

4.1 引言

4.2 顯式本構(gòu)模型與隱式本構(gòu)模型的分析

4.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法和程序?qū)崿F(xiàn)

4.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本構(gòu)模型的應(yīng)用

4.5 本章小結(jié)

第5章 承壓區(qū)破裂巖采場巷道圍巖變形破壞機理

5.1 無底柱分段崩落采礦法采場支承壓力的形成與動態(tài)顯現(xiàn)

5.2 承壓區(qū)采場巷道圍巖變形破壞機理

5.3 巷道圍巖漸進破壞規(guī)律與主要破壞模式

5.4 影響巷道圍巖穩(wěn)定性的主要因素

5.5 本章小結(jié)

第6章 幾種典型的錨桿支護理論評價

6.2 主次承載區(qū)協(xié)調(diào)作用理論的基本假設(shè)

6.3 主次承載區(qū)協(xié)調(diào)作用支護理論的要點

6.4 主次承載區(qū)協(xié)調(diào)作用支護理論的實質(zhì)

6.5 主次承載區(qū)協(xié)調(diào)作用支護理論的基本原則

6.6 本章小結(jié)

第7章 主次承載區(qū)支護理論力學(xué)分析與穩(wěn)定性評價

7.1 圓形巷道非靜水應(yīng)力場主承載區(qū)的理論分析

7.2 非圓形巷道非靜水應(yīng)力場主承載區(qū)的理論分析

7.3 點錨式錨桿支護的次承載區(qū)及力學(xué)分析

7.4 全長錨桿支護圍巖次承載區(qū)及力學(xué)分析

7.5 主次承載區(qū)的協(xié)調(diào)作用

7.6 本章小結(jié)

第8章 巷道圍巖變形機理和支護技術(shù)的數(shù)值模擬分析

8.1 數(shù)值計算方法的選擇

8.2 數(shù)值計算模型、基本參數(shù)和計算內(nèi)容

8.3 數(shù)值計算中時間因素的分析

8.4 影響巷道圍巖穩(wěn)定性的因素分析

8.5 實際開采條件下的計算分析與驗證

8.6 本章小結(jié)

第9章 主次承載區(qū)協(xié)調(diào)作用支護理論關(guān)鍵技術(shù)和工程實施

9.1 巷道圍巖支護設(shè)計基本原則

9.2 小官莊鐵礦采場巷道的圍巖分類

9.3 基于主次承載區(qū)協(xié)調(diào)作用理論的“一次強化支護技術(shù)”

9.4 典型試驗段巷道支護設(shè)計、施工與綜合評價

9.5 本章小結(jié)

第10章 露井聯(lián)采邊坡下巷道變形破壞機理分析

10.1 巷道圍巖的工程地質(zhì)特性分析

10.2 工作面回采對巷道影響分析

10.3 巷道圍巖地質(zhì)條件對巷道穩(wěn)定性的影響

10.4 邊坡下巷道變形破壞機理分析

10.5 本章小結(jié)

第11章 露井聯(lián)采復(fù)合采動影響下巷道圍巖控制技術(shù)研究

11.1 巷道支護設(shè)計參數(shù)及試驗條件

11.2 受B401和B903復(fù)合采動影響邊坡下巷道支護對策研究

11.3 受B402和B904復(fù)合采動影響巷道變形控制技術(shù)研究

11.4 復(fù)合采動影響下巷道支護對策

11.5 本章小結(jié)

參考文獻2100433B

在各類地質(zhì)災(zāi)害中，地下巷道圍巖大變形一直是容易造成施工困難、延誤工期、增加工程成本，甚至造成工程終止的重要地質(zhì)災(zāi)害。目前地下工程圍巖大變形一般可分為三種類型：深部巖體巷道圍巖的大變形、開采引起巷道的大變形和膨脹性軟巖巷道圍巖的大變形。本書主要以地下采礦引起的采場巷道圍巖大變形為研究對象，從礦物的微觀分析、水理分析及巖石的三軸試驗出發(fā)，結(jié)合受采動影響巷道圍巖大變形的變形、力學(xué)特征及巖土工程材料大量模糊和不確定的因素等，建立了工程巖體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本構(gòu)模型。并通過對采場巷道圍巖破碎區(qū)、松動區(qū)和壓縮區(qū)的劃分，揭示了圍巖大變形與上述三個區(qū)域的內(nèi)在關(guān)系，提出了適合圍巖大變形巷道主次承載區(qū)協(xié)調(diào)作用的支護理論，并將上述支護理論成功地應(yīng)用到實際大變形巷道支護中。

本書理論聯(lián)系實踐，實用性強，可供從事地下工程、巖土工程、采礦工程、地質(zhì)工程、國防、水利等專業(yè)方向的研究人員、工程技術(shù)人員、高校師生等參考。

針對深部軟巖巷道圍巖大變形的機理和控制問題。闡明了巷道圍巖變形的規(guī)律及其與影響因素的關(guān)系。建立了巷道峰后圍巖碎脹變形的力學(xué)模型，實現(xiàn)了定量分析。得出圍巖變形與支護阻力的負指數(shù)函數(shù)關(guān)系，及支護阻力對控制軟巖巷道大變形的重要作用。闡述了圍巖破裂損傷過程中,支護阻力迅速下降和失效，是支架難以有效控制軟巖巷道圍巖大變形的重要原因。研究了圍巖損傷與支護阻力變化的全過程。研制了防止圍巖變形損傷過程中支護阻力喪失的高阻力錨桿體系及框式支架，實現(xiàn)了圍巖—支護結(jié)構(gòu)共同承載的力學(xué)體系，卓有成效地解決了極軟巖巷道圍巖控制的難題。研究成果對軟巖巷道的支護機理和控制技術(shù)都有重要創(chuàng)新和突破，有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。 2100433B

《大斷面軟弱圍巖巷道破壞機理及支護技術(shù)研究》針對大斷面軟弱闈巖巷道嚴重的斷面收縮、底鼓等非線性流變大變形控制難題，綜合運用力學(xué)試驗、理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場測試相結(jié)合的方法，對大斷面軟弱圍巖巷道破壞機理及支護技術(shù)進行了系統(tǒng)研究，首先，探明了大斷面軟巖巷道圍巖破裂特性，分析了大斷面軟巖巷道圍巖破壞機理；然后，在軟弱圍巖物理力學(xué)特性試驗測試和巷道破壞失穩(wěn)誘因分析的基礎(chǔ)上，建立了梯形載荷作用下巷道底板巖層力學(xué)模型和頂幫支護結(jié)構(gòu)體力學(xué)模型，揭示了大斷面軟巖巷道破壞失穩(wěn)力學(xué)機制及其控制機理；很后，通過數(shù)值模擬對比分析，提出了以錨注為主體的軟弱圍巖全斷面封閉式淺、深耦合注漿加固技術(shù)，形成了錨網(wǎng)索梁噴注圍巖整體支護與超挖錨注回填防治底鼓的大斷面軟弱圍巖巷道支護控制技術(shù)體系，并進行現(xiàn)場試驗，取得了良好的現(xiàn)場應(yīng)用效果，為類似巷道工程提供了參考。《大斷面軟弱圍巖巷道破壞機理及支護技術(shù)研究》可供從事采礦工程、巖土工程、隧道工程等專業(yè)的科技工作者、研究生參考使用。