巖柱
- 隧道大角度下穿既有隱伏溶洞最小頂板厚度的確定及工程問題分析
較大結構面控制的巖柱塌陷進行研究。1 溶洞與隧道相互影響系統(tǒng)的簡化模型在巖溶段隧道工程中，隧道圍巖的穩(wěn)定性受到溶洞位置、大小等因素的影響[9]，因此對圍巖穩(wěn)定性進行研究時，通常將隧道受溶洞的影響因素進行合理的簡化，形成簡單易算的力學模型。宋戰(zhàn)平等[10]假設溶洞在隧道上方是一個球形溶洞，且溶洞直徑尺寸小于2 倍隧道尺寸時，其簡化模型如圖1 所示。圖1 隧道簡化模型2 大跨度溶洞時隧道施工中的幾個問題分析2.1 溶洞與隧道間巖柱垮塌機理分析當隧道施工沒有進入
石油化工建設 2023年7期2023-12-02
- 隧道穿越突出煤層預留安全巖柱失穩(wěn)分析方法
留一定厚度的安全巖柱抵御瓦斯壓力。因此,為避免預留巖柱無法承受瓦斯突出壓力而發(fā)生失穩(wěn)破壞,合理預留隧道安全巖柱厚度是實施揭煤防突技術、降低施工事故風險的關鍵。長期以來,隧道穿越突出煤層巖柱安全厚度的確定以工程經(jīng)驗為主、數(shù)值分析為輔,缺乏理論基礎支撐[1]。突變理論由法國巴黎高級科學院R.Thom教授于1972年提出,是非線性理論的一個分支,著重研究系統(tǒng)隨控制參數(shù)變化而改變的特性[2-3]。穿煤瓦斯隧道預留安全巖柱穩(wěn)定性受多種因素綜合影響,是一個具有復雜破壞
長江科學院院報 2023年8期2023-08-29
- 近距離煤層下部工作面采動應力-裂隙演化規(guī)律研究
增長，兩工作面間巖柱應力開始產(chǎn)生應力集中。推進160～180 m 時，兩工作面間巖柱應力逐漸增長，采空區(qū)中部覆巖垮落壓實應力逐漸增長。圖2 下部工作面推進過程應力云圖下部工作面推進200 m 時，兩工作面間巖柱受兩工作面采空區(qū)影響逐漸變窄，應力集中程度達到最大。推進220 m 時，兩工作面間巖柱難以承受高應力集中發(fā)生破壞，之后兩工作面覆巖發(fā)生整體垮落，上部工作面開切眼側垮落帶壓實后應力得以迅速恢復。推進240 m 時，下部工作面位于上部工作面減壓區(qū)下方，工
山東煤炭科技 2023年6期2023-07-26
- 淺埋大斷面分岔隧道中夾巖柱穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究
兩隧道之間的中夾巖柱厚度較薄，在上部荷載的作用下容易產(chǎn)生屈服和破壞，是大斷面分叉隧道設計和施工的重點和難點，因此有必要做進一步研究。唐陶文等[5]基于分岔隧道小凈距段平衡拱的2 種極限情況，結合普氏理論推導分岔隧道中夾巖柱的圍巖壓力表達式。賀鵬等[6]以裂隙擴展破碎區(qū)貫通與否作為中夾巖柱穩(wěn)定性的評定依據(jù)，分別針對無錨、有錨支護條件下的圍巖穩(wěn)定性狀況及變形特征進行了對比分析。吳德興等[7]認為中夾巖柱受力狀態(tài)控制的關鍵位置為先行洞的外側拱腳區(qū)域及后行洞開挖期
重慶建筑 2023年1期2023-02-24
- 淺埋偏壓小凈距隧道CD法施工合理凈距
工互相影響，中夾巖柱易出現(xiàn)塑性區(qū)貫穿的現(xiàn)象，因此首先需確保小凈距隧道中夾巖柱的穩(wěn)定性，才能夠進一步地確保隧道在施工過程中的整體安全性[3]。目前關于淺埋偏壓小凈距隧道的相關研究主要涉及施工方法、支護設計、圍巖穩(wěn)定性、合理的錯距與凈距等。侯福金[4]等依托實際工程，采用數(shù)值模擬、分析實測數(shù)據(jù)對半步CD法、CD法與雙側壁導洞法等三種施工工法進行適用性比選；邵珠山[5]等為避免地鐵工程左、右線擾動過大，模擬不同開挖方案并對結果進行分析，確定了合理的掌子面錯開距離
廣東公路交通 2022年6期2023-01-16
- “東方之珠”的地質奇觀
貢區(qū)，有許多天然巖柱。提起香港，很多人首先想到的是繁華擁擠的商業(yè)街、鱗次櫛比的摩天大樓和燈火璀璨的海港夜景；其實，在這顆美麗的“東方之珠”上，還分布著許多令人驚嘆的自然奇觀。億萬年來的地質作用在香港創(chuàng)造了火山地貌、沉積地貌、海岸侵蝕地貌等千奇百怪的地質景觀，這一切都要從史前那場火山大爆發(fā)說起。超級火山地質學家通過研究香港的地層發(fā)現(xiàn)，這里經(jīng)過復雜的海陸變遷：早在4億年前，就開始有陸地形成；大約2億年前，又變?yōu)橐黄粞螅恢?，歷經(jīng)多次火山噴發(fā)、三角洲沉積等各種
奧秘 2022年11期2022-12-06
- 淺埋小凈距隧道中夾巖柱穩(wěn)定性及加固方案研究
對小凈距隧道中夾巖柱穩(wěn)定性及加固方案進行研究。在理論計算方面，晏莉等[5]參照煤礦開采條帶中煤柱安全系數(shù)計算方法對雙孔隧道中間巖柱穩(wěn)定安全系數(shù)計算方法進行改進。李術才等[6]建立中巖墻承載模型，通過理論分析給出小凈距隧道中墻穩(wěn)定性判據(jù)，進而得到中墻合理厚度。夏夢然[7]通過理論推導研究了淺埋超小凈距隧道中夾巖柱失穩(wěn)機理，計算得到中夾巖柱上覆壓力，結合土體極限應力公式分析了中夾巖柱失穩(wěn)破壞特征。李享松等[8]基于普氏平衡拱理論，建立中夾巖力學分析模型，推導得
長江科學院院報 2022年11期2022-12-02
- 富水巖溶隧道掌子面安全巖柱厚度研究
施工時掌子面安全巖柱厚度至關重要。針對隧道安全巖柱厚度的研究，中外學者開展了大量的定性和半定量研究[12-14]。房忠棟等[15]針對深埋隧道掌子面前方承壓溶洞突水問題，開展了深埋隧道前方承壓溶洞隔水巖體最小安全厚度研究，提出了隔水巖體最小安全厚度確定方法。李術才等[16]從斷裂力學角度分析了在鉆爆施工條件下爆炸應力波對含水裂紋巖體擴展的影響，進而開展了鉆爆施工條件下巖溶隧道掌子面突水機制及最小安全厚度研究，得出了巖體含水裂紋壓剪擴展破壞突水存在滯后效應。
科學技術與工程 2022年24期2022-09-29
- 基于Hoek-Brown彈塑性損傷模型的小凈距隧道施工優(yōu)化
布置形式。其中夾巖柱厚度小于常規(guī)的雙線隧道，導致雙洞施工相互影響、圍巖變形及穩(wěn)定性等問題更加復雜，超出了一般隧道的施工安全要求，因此，需要對小凈距隧道的縱向變形曲線、開挖進尺、中夾巖柱加固方案等問題進行研究。國內外學者對于小凈距隧道已經(jīng)開展了相關的研究?，F(xiàn)場監(jiān)測方面：孫學峰[1]通過回歸分析，采用指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)和雙曲函數(shù)擬合監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析隧道拱頂與凈空的收斂趨勢，得到最優(yōu)擬合函數(shù)。夏才初等[2]分析了隧道開挖過程中的地表沉降量等指標的變化規(guī)律，并基于監(jiān)
廣西大學學報（自然科學版） 2022年4期2022-09-19
- 基于離散元的充填散體與巖柱相互作用規(guī)律數(shù)值模擬研究
到穩(wěn)定狀態(tài)。研究巖柱與充填體之間的相互作用,揭示其影響因素,對評價圍巖穩(wěn)定狀態(tài),預測上覆巖層沉降具有重要意義。由于巖柱軸向受壓發(fā)生擴容,充填體受到巖柱的擠壓,會給巖柱被動的支撐力,阻止其進一步變形。國外學者通過現(xiàn)場試驗和數(shù)值模擬等手段,發(fā)現(xiàn)充填體與圍巖礦柱相互作用使礦柱強度提高[4-8]。Falaknaz等[9]和Li等[10]發(fā)現(xiàn)充填體與圍巖相互作用影響著充填體內部的應力分布。Brady等[11]認為充填體對圍巖發(fā)揮支護作用的3種形式包括對卸載巖塊的滑移
金屬礦山 2022年8期2022-09-02
- “東方之珠”的地質奇觀
的地質遺跡以火山巖柱狀節(jié)理為主，包括糧船灣、甕缸群島、果洲群島和橋咀洲4個景區(qū)；新界東北沉積巖園區(qū)則以沉積地貌為主，包括東平洲、印洲塘、赤門和赤洲-黃竹角咀景區(qū)。在香港的西貢區(qū)，有許多天然巖柱，覆蓋面積達100平方千米。這些巖柱呈規(guī)則的六棱狀，平均直徑1.2米，有的超過3米，高度通常在40～50米，最高者超過百米，有些近于垂直，有些遭到褶曲的影響而變成了“S”形。其中，最壯觀的六方巖柱位于萬宜水庫附近。為了便于游客觀賞，當?shù)貙ｉT建設了一條1400米長的地質
百科知識 2022年13期2022-07-22
- 偏壓隧道合理凈距及中夾巖柱穩(wěn)定性分析
壓小凈距隧道中夾巖柱的研究涉及圍巖參數(shù)的選取、中夾巖柱支護結構設計及圍巖穩(wěn)定性分析等。在確定隧道圍巖力學參數(shù)方面，李耘宇等[5]考慮小凈距隧道先后行洞開挖之間的相互影響效應，推導得到淺埋小凈距隧道錨圍巖壓力計算公式；在小凈距隧道中夾巖柱加固方面，劉蕓等[6]結合具體工程，采用二維有限元計算方法提出了不同工程條件下中夾巖柱的加固方式；在偏壓小凈距隧道穩(wěn)定性的數(shù)值計算研究方面，岳旭光[7]通過MIDAS/GTS軟件分析了不同的隧道間距對既有隧道襯砌振速、位移、
鐵道建筑技術 2022年5期2022-06-02
- 赤水河特大橋錨碇隧洞開挖爆破振動效應特征分析
等手段，研究中隔巖柱爆破振動累積效應、應力分布特征[2]，其豐富的錨碇開挖爆破經(jīng)驗與理論研究成果，促進錨碇隧洞及其公路鐵路隧洞開挖爆破技術的提高。錨碇隧道開挖存在主要3大問題：①陡坡錨碇隧洞或公路隧道洞口短距離爆破開挖，洞口危石和卸載裂縫或順坡裂縫因爆破振動激勵加強振動而最易被破損而失穩(wěn)或垮塌甚至滑坡。②無論錨碇位于公路路基上或下，錨碇隧洞、公路隧道均為小凈距相鄰，四隧洞爆破開挖振動而中隔巖柱呈現(xiàn)脆性破壞或塑性流變而被損傷，使豎向或水平相鄰隧洞圍巖失穩(wěn)，增
工程爆破 2022年6期2022-02-23
- 開切眼掏矸助采過斷層技術
石提前掘出，留下巖柱支撐頂板，巖柱要基本完全壓塑，而且具有一定承載力，保證采煤機在預設推采層位上能夠正常安全推采，如圖3所示。②不規(guī)則切眼法。如圖4所示，根據(jù)揭露的F7斷層產(chǎn)狀特征，沿斷層影響邊界外的煤層內布置，且橫穿斷層區(qū)域的切眼軸向方向預斷層走向斜交，此區(qū)域斷層落差小于3.0 m。方案1(預掘巷道法)是一種過斷層新方法，近些年才提出，在一些礦也有一定的應用，這種方法有幾個顯著優(yōu)點：在過斷層層位上設置若干預掘巷道，通過巷道掘進提前處理或部分處理斷層面附近
能源與環(huán)保 2021年9期2021-09-23
- 特厚煤層上覆煤巖柱下措施巷防沖技術研究
技術條件，在遺留巖柱影響區(qū)外布置專用措施巷，并從巷道內向巖柱影響區(qū)的煤巖體實施頂板深孔爆破、煤體爆破和大直徑鉆孔的方式，能夠有效的降低煤體中的靜載應力水平和頂板運動烈度，以期為條件類似工作面的沖擊地壓防治提供參考。1 工程概況海石灣煤礦為沖擊地壓和煤與CO2突出礦井。6224-1工作面位于海石灣煤礦二采區(qū)，工作面走向長度337m，傾向寬度185.5m，開采深度740～890m。工作面開采煤二層，煤層厚度約41.5m，傾角約7°，采用傾斜分層、走向長壁后退式
煤炭工程 2021年9期2021-09-17
- 小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性的影響因素
開挖容易造成中隔巖柱變形，不利于隧道施工的穩(wěn)定性，導致科研人員無法單獨研究某一洞室的力學特征和變形規(guī)律。中國常用的雙洞小凈距隧道施工方法主要有單側壁導坑法、雙側壁導坑法和超前導洞預留光爆層法等，施工過程中，關鍵是要保證隧道的中隔巖柱有足夠的強度和穩(wěn)定性[3-5]，能夠維持兩個隧道圍巖、襯砌承載體系的獨立性和完整性。迄今為止，出現(xiàn)了許多小凈距隧道施工成功案例，但與之相匹配的理論研究嚴重落后。Lo等[6]對多隧道之間開挖相互影響的現(xiàn)場監(jiān)測試驗研究了多洞隧道在施
土木與環(huán)境工程學報 2021年5期2021-09-06
- 偏壓小間距隧道施工力學行為及圍巖破壞規(guī)律
表沉降變化、中間巖柱受力、圍巖塑性流動及變形都比較復雜，其穩(wěn)定性更加難以控制[2-3]。因此，深度了解施工力學行為及圍巖破壞規(guī)律仍然是偏壓小間距隧道研究中的重點課題之一。國內外研究學者通過不同的理論研究及數(shù)值模擬方法對小間距隧道進行了大量研究[4-8]。李偉平等[9]利用數(shù)值方法，分析了不同開挖順序和不同施工法對圍巖變形、地表沉降變化及圍巖塑性區(qū)域分布的影響。張振宇等[10-11]考慮了偏壓角度、隧道埋深等因素，推導了偏壓小間距隧道圍巖計算方法，對圍巖薄弱
長江科學院院報 2021年9期2021-09-06
- 基于壓力拱理論的雙洞隧道最小凈距彈塑性分析
，將雙洞隧道中間巖柱劃分成塑性區(qū)和中間核區(qū)，利用普氏壓力拱理論的相關原理，對雙洞隧道中間巖柱體應力分布進行合理化簡，從而確定出雙洞隧道最小凈距的計算公式。1 雙洞隧道壓力拱理論1.1 雙洞隧道壓力拱的形式壓力拱的形成分以下兩種極限狀況[1]。隧道開挖方式，中間巖柱體加固措施合理的情況下，會提高加固后的中間巖柱體承載能力，有效防止巖柱體上方土體的下沉，縮小了壓力拱的影響范圍，在該狀態(tài)下，雙洞隧道只能出現(xiàn)單側洞壓力拱，且左右隧道的壓力拱影響范圍互不干擾。隧道開
居業(yè) 2021年7期2021-08-11
- 裂隙網(wǎng)絡對巖體試件單軸壓縮力學特性影響研究
言地下工程中，巖柱或煤柱作為主要支承結構在地下煤礦開采和金屬礦床開采等工程中廣泛存在。無論是長期永久使用還是短期臨時使用，巖柱或煤柱都要有足夠的穩(wěn)定性，否則巖柱發(fā)生破壞可能會造成十分嚴重的后果[1-2]。地下空間開挖打破原有應力平衡狀態(tài)，將原有三向受力狀態(tài)轉為二向甚至單向受力狀態(tài)，應力轉移到相鄰支承結構，導致地下空間結構中局部地方出現(xiàn)應力集中、大變形、甚至垮塌現(xiàn)象，圍巖結構穩(wěn)定性顯著降低[3-4]。因此，巖柱強度問題直接關系到巖柱穩(wěn)定性，關系到地下空間工
煤炭科學技術 2021年7期2021-08-06
- 近直立特厚煤層沖擊危險源辨識及控制研究
分段開采兩側采空巖柱的外伸梁力學模型，提出了“撬桿效應”；杜濤濤等[13]揭示了應力異常和“誘沖關鍵層”是近直立特厚煤層的沖擊地壓主要致災因素；曹民遠等[1]確定了近直立煤層沖擊危險評價指標，并對評價指標進行分級；孫秉成等[14]采取頂板深孔預裂爆破、煤體注水與煤體卸壓爆破方法進行近直立特厚煤層沖擊地壓防治，實踐表明有效降低了煤體的應力集中和沖擊危險性。近直立特厚煤層由于賦存條件特殊，且近些年才開始出現(xiàn)沖擊地壓災害，因此研究仍相對較少，尚有很多需要深入研究
煤炭科學技術 2021年6期2021-07-06
- 小凈距隧道中夾巖柱應力、應變特性及合理凈距數(shù)值模擬分析
凈距下該隧道中夾巖柱應力、應變特性，探討小凈距隧道加固處理前后合理設計凈距。1 小凈距隧道數(shù)值模型的建立1.1 工程概況隧道位于宣恩縣郭間溝，為宜都至來鳳高速公路中的一座小凈距隧道。左幅長422 m，淺埋偏壓段長71 m 左右，最大埋深約100.3 m，最小埋深約5.5 m，圍巖所占比例：V級圍巖約占18.0%，IV級圍巖約占42.7%，III級圍巖約占39.3%；右幅長425 m，淺埋偏壓段長69 m左右，最大埋深98.5 m，最小埋深約7.0 m，圍巖
交通科技 2021年2期2021-04-29
- 公路隧道石門揭煤安全巖柱的數(shù)值模擬研究
理論模型，分析了巖柱的幾何尺寸、力學參數(shù)對其穩(wěn)定性的影響。謝銜光等[5]運用巖土理論并結合施工實踐進一步研究，提出了防突安全巖盤最小厚度的簡便計算辦法。胡家玲[6]分析了公路隧道揭穿煤層、穿越采空區(qū)和過遺留煤柱 3 種不同情況下應力、位移演化規(guī)律及塑性區(qū)分布特征，得出了隧道揭穿煤層拱頂沉降量>過遺留煤柱拱頂沉降量>穿越采空區(qū)拱頂沉降量等。龔兵文等[7-9]結合工程案例，采用理論分析、數(shù)值模確定了大斷面揭煤的安全距離。謝先當[10]對玉京山隧道C5煤層的揭煤
能源與環(huán)保 2021年3期2021-04-08
- 側限條件下充填散體與巖柱相互作用機理
進行膠結充填體-巖柱組合結構側限壓縮實驗，得到隨著充填體強度的增大，巖柱的峰值強度、殘余強度和破壞時的軸向應變均增大.通過數(shù)值方法，Tesarik等[15]發(fā)現(xiàn)充填體對破壞后的礦柱同樣具有約束作用，充填體內部應力狀態(tài)是其與圍巖相互作用的結果；Falaknaz等[16]和Li等[17]發(fā)現(xiàn)充填體與圍巖的相互作用會對充填體內的應力分布產(chǎn)生影響.膠結充填以及高濃度充填代表著充填采礦技術的發(fā)展方向，但是在上向充填采礦中，水砂充填和干式充填占有相當?shù)谋戎豙18]，有
東北大學學報（自然科學版） 2021年1期2021-01-15
- 深部軟巖小角度斜交巷道綜合控制技術及其應用
斜交巷道存在中間巖柱情況的穩(wěn)定性控制鮮有深入探討。由于巷道設計條件不同,相交部位的應力集中程度必然有所差異,這將導致不同交匯方式所需采取的加強范圍有所不同?，F(xiàn)有研究表明[11],相交部位角度過小不利于巷道結構穩(wěn)定,巖柱變形有向尖頂端偏移的趨勢。針對小角度斜交巷道開挖穩(wěn)定性及支護問題,依托潘四東礦地質環(huán)境復雜的1203下順槽聯(lián)絡巷與主運大巷斜交工程,通過分析巷道施工引起的中間巖柱變形機理,提出兩種針對性的掘進支護方案,基于不同工況的數(shù)值仿真分析,研究了不同加
科學技術與工程 2020年32期2020-12-15
- 非對稱小凈距隧道施工順序及施工方法研究
，先行洞對于中間巖柱和地層沉降的影響都弱于后行洞，通過轉換隧道施工方法、加強支護方式、可以保證隧道的施工的安全[2]。非對稱小凈距隧道斷面不對稱的幾何結構，導致隧道處于偏壓狀態(tài)，其圍巖應力相互作用更加復雜，因此針對非對稱小凈距隧道施工順序、施工工法展開研究對提高施工效率和保證施工安全具有重要的意義。我國學者針對非對稱小凈距隧道主要通過理論分析、數(shù)值模擬等手段結合現(xiàn)場施工經(jīng)驗展開研究。張志強，黃朱林，韓飛[3]對軟弱圍巖地段的隧道開挖順序和中間巖柱展研究得到
科學技術創(chuàng)新 2020年26期2020-09-04
- 公路小凈距隧道縱向空間效應分析
2-2斷面為中夾巖柱中心斷面，3-3斷面為后行洞拱頂中心斷面。圖4為工況四洞室沉降位移變化曲線。先行洞拱頂沉降變化曲線經(jīng)歷了快速上升、平緩上升、急速上升、穩(wěn)定收斂四個階段，穩(wěn)定收斂位置在其掌子面前方10 m處。后行洞拱頂沉降位移變化曲線經(jīng)歷了急劇上升、緩慢上升、穩(wěn)定收斂三個階段，穩(wěn)定收斂位置也在其掌子面前方10 m處。這表明隧道停止開挖后，拱頂沉降在其掌子面前方10 m處趨于穩(wěn)定。中夾巖柱沉降變化曲線經(jīng)歷了平緩上升、穩(wěn)定收斂兩個階段，經(jīng)過先行洞掌子面后趨于
鐵道勘察 2020年4期2020-08-06
- 3洞小凈距隧道圍巖壓力計算方法
巖壓力,然后考慮巖柱的寬度、圍巖條件和安全系數(shù)等因素將圍巖壓力放大［1］。3 洞小凈距隧道實際施工中,后開挖隧道嚴重影響了先開挖隧道的圍巖壓力分布,同時圍巖壓力也受施工順序、支護方式的影響,因此普通分離式隧道圍巖壓力計算方法不能直接應用于3洞小凈距隧道。當前,對于小凈距隧道圍巖壓力計算理論的研究有：陳鵬等運用Schwarz 交替法將1 個多連通域問題轉化為一系列的單連通域問題,再利用復變函數(shù)法對各個單連通域問題分別進行求解,得到了淺埋3 洞小凈距隧道位移場
中國鐵道科學 2020年3期2020-06-10
- 橫琴隧道主洞與匝道施工相互影響研究*
基礎上提出了隧道巖柱加固的基本原則和凈距范圍；王康等從應力集中度的角度對隧道的圍巖力學特征進行分析,在考慮施工過程中先行洞和后行洞相互影響的前提下,進行了淺埋和深埋情況下超大斷面小凈距隧道圍巖壓力計算方法和公式推導；高璋生采用數(shù)值模擬及理論計算方法,對大斷面小凈距隧道拱頂位移、地表沉降、中間巖柱位移及圍巖穩(wěn)定性進行了對比分析；丁改改等針對西安地鐵一號線非等大斷面小凈距隧道進行數(shù)值模擬,對不同施工方案進行了比選；羅玉虎等通過數(shù)值模擬,采用不同施工方案及步驟對
公路與汽運 2020年2期2020-06-05
- 軟巖偏壓隧道中夾巖施工擾動效應及控制技術研究
，小凈距隧道中夾巖柱厚度較小，在隧道施工過程中多次受到擾動容易發(fā)生塑性破壞，為了保證中夾巖穩(wěn)定性，應采取相應的加固措施對其進行加固處理。確定合理的中夾巖加固范圍參數(shù)是軟弱圍巖偏壓小凈距隧道設計和施工過程中需重點關注的問題，不僅是保證中夾巖柱加固措施有效性的必要前提，也是提高施工效率和效益的重要舉措。目前許多學者對偏壓小凈距隧道中夾巖柱擾動效應及加固保護措施進行了相關研究。何川等、許書生等、王更峰等、唐陶文等、劉蕓等、萬民科采用二維彈塑性數(shù)值計算方法，依托實
中外公路 2020年2期2020-06-05
- 超小凈距隧道結構設計與施工穩(wěn)定性分析
錨桿注漿加固中夾巖柱并加強一次襯砌和微震預裂爆破技術的分步挖掘施工方案;利用有限元數(shù)值模擬超小凈距隧道支護施工過程，得到其各個施工步序下圍巖及支護結構應力、應變狀態(tài)，分析其穩(wěn)定性，優(yōu)化并驗證設計參數(shù)，有效指導設計與施工。超小凈距隧道;結構設計;中夾巖柱;數(shù)值模擬;穩(wěn)定性分析0?引言隨著城市地下空間的開發(fā)利用，建設地下互通式隧道成為道路互聯(lián)互通，提高通行效率的有效手段之一。然而，匝道隧道逐漸與主線隧道分離，隧道由特大斷面過渡為兩個一般斷面隧道，面臨超小凈距隧
西部交通科技 2019年11期2019-09-10
- 基于ANSYS的長距離小凈距重疊盾構隧道施工模擬研究
圍巖穩(wěn)定性受中夾巖柱穩(wěn)定的影響較大，選擇合理的凈距，可以有效的加固中夾巖柱保證其穩(wěn)定性。因為影響小凈距隧道合理凈距的因素較多，通過數(shù)值計算法可以將圍巖的應力、變形、塑性區(qū)分布等情況精確的計算出來，通過有限元模擬和強度折減原理二者的有效結合，并根據(jù)不同凈距中安全系數(shù)的突變，從而科學的確定小凈距隧道的合理凈距。1 有限元計算方法1.1彈塑性破壞準則。文章按照彈塑性材料考慮并模擬中巖體，利用巖土工程中經(jīng)常使用的D—P屈服準則，將庫侖準則在角點處導數(shù)不聯(lián)系的問題進
新商務周刊 2018年3期2018-12-08
- 破碎地層交叉隧道開挖穩(wěn)定性研究與控制
的施工步序對中間巖柱穩(wěn)定性的影響，得出了合理的施工步序。文獻［7］利用有限差分法分析了極小凈距交叉隧道施工采用注漿加固措施的可行性，并得出最優(yōu)支護方案?？梢?，針對交疊隧道或平行隧道的加固措施研究較多，但對交叉隧道存在中間巖柱的支護措施研究不多。本文以地質環(huán)境復雜的青島地鐵3號線出入場線交叉隧道為工程背景，分析隧道開挖過程中的中間巖柱破壞機理，提出了3種支護方案，并對比各方案的加固效果，為工程安全、高效、優(yōu)質施工提供理論指導。1 交叉隧道破壞機理1.1 隧道
城市軌道交通研究 2018年3期2018-04-27
- 謙比希銅礦大型維修硐支護方案*
ENIAWSKI巖柱強度理論對其設計的硐室尺寸進行穩(wěn)定性校核［13］，并采用普氏壓力拱理論對其冒落拱高度進行預測，為硐室的支護設計提供理論依據(jù)。3.1 BIENIAWSKI強度校核如圖2所示為設計的維修硐室群分布情況，圖中①～⑩為主要硐室，包括有工具儲放室、材料倉庫、鏟運機維修車位和鑿巖臺維修車位等，硐室長度為35m，斷面形狀為矩形，斷面尺寸如表3所示。各個硐室之間留有巖柱，相當于房柱法中的礦柱，且相鄰兩硐室之間的距離為12m。圖2 800ML中段維修硐室
銅業(yè)工程 2018年1期2018-03-22
- 凈距變化時的大偏壓隧道施工力學特性研究
支護，沒有對中間巖柱進行加固，擬定凈距為 4，6，8，10，12，14，16，18，20 m這9種情況，其中，偏壓角度固定為45°，隧道拱肩覆土厚度固定為8 m，圍巖參數(shù)如表1所示。圖1 圍巖平面分析影響范圍(單位： m)圖2 圍巖平面計算模型表1 圍巖材料模型參數(shù)圍巖級別重度/(kN·m-3)變形模量/GPa泊松比內摩擦角/(°)黏聚力/MPaⅣ222 40 33300 32 圍巖塑性區(qū)凈距變化時，隧道塑性區(qū)形狀如圖3所示。4 m6 m8 m10 m12
湖南交通科技 2017年4期2018-01-23
- 基于數(shù)值模擬的房柱式采空區(qū)關鍵層-巖柱系統(tǒng)破壞機理分析
式采空區(qū)關鍵層-巖柱系統(tǒng)破壞機理分析管永偉，魏義強，楊振江，李志軍，武 軍(山西省交通科學研究院，山西 太原 030006)為了提高淺埋房柱式采空區(qū)穩(wěn)定性評價的精度和可靠性，本文以呂梁某高速公路橋梁下伏采空區(qū)為研究區(qū)，建立采空區(qū)二維模型，運用有限元數(shù)值模擬的方法，研究關鍵層厚度對關鍵層-巖柱系統(tǒng)應力場的影響。研究發(fā)現(xiàn)關鍵層-巖柱系統(tǒng)發(fā)生了應力重分布，應力集中主要位于巖柱的幫角、關鍵層跨中表面及巖柱正上方關鍵層上表面。隨關鍵層厚度減小，巖柱應力呈先增后減趨勢
中國地質災害與防治學報 2017年4期2018-01-09
- 非對稱結構偏壓小凈距隧道施工工法數(shù)值分析
下洞周位移、中間巖柱水平位移和應力、地表位移及初襯軸力的變化。小凈距；非對稱結構；偏壓隧道；數(shù)值模擬；中間巖柱1 有限元模型的建立本文研究的隧道為某在建小凈距隧道，圍巖級別分布為Ⅲ～Ⅴ級，以Ⅴ級為主。隧道左洞為三車道，最大開挖寬度17.7 m，最大開挖高度11.65 m；右洞為兩車道，最大開挖寬度13.2 m，最大開挖高度10.55 m。隧道埋深20 m，偏壓角度30°。為減小邊界效應的影響，模型上邊界至地表自由面，左右邊界距開挖面距離約4～5倍隧道跨度，
黑龍江交通科技 2017年3期2017-05-13
- 分岔隧道中夾巖柱圍巖應力及最小厚度研究
)?分岔隧道中夾巖柱圍巖應力及最小厚度研究唐陶文1，傅鶴林2，張加兵2，孫明國2(1.中鐵五局滬昆高鐵云南段建設指揮部，云南 曲靖 655000；2.中南大學 土木工程學院，湖南 長沙 410075)為揭示分岔隧道中夾巖柱圍巖壓力及最小厚度，基于分岔隧道小凈距段平衡拱的2種極限情況，結合普氏理論，推導分岔隧道中夾巖柱的圍巖壓力表達式；并針對壁板坡分岔隧道小凈距段，運用FLAC3D對不同厚度的中夾巖柱進行數(shù)值模擬。研究結果表明：當中夾巖柱僅采取普通錨噴支護時
鐵道科學與工程學報 2016年8期2016-09-16
- 關于小凈距隧道施工技術的運用分析
開挖、爆破減震、巖柱加固注漿、預應力對拉錨桿設置等方面，闡述了小凈距隧道的主要施工方法，旨在提高小凈距隧道的施工質量，促進小凈距隧道在交通工程中的發(fā)展應用。關鍵詞：小凈距隧道，洞身開挖，巖柱，對拉錨桿小凈距隧道一般是指在進行隧道規(guī)劃時，由于受到地形限制，導致相鄰隧道的最小凈距無法達到設計規(guī)范的基本要求。這樣的隧道工程具有較高的施工難度，不論是工程造價還是施工周期，都會比普通的隧道工程要高。因此，對小凈距隧道施工技術進行研究，可以提升小凈距隧道的施工質量，促
山西建筑 2016年9期2016-07-19
- 復雜條件下孤島周圍巷道支護技術研究
交叉圍成的獨立的巖柱結構。孤島作為一種結構復雜的特殊地段，其支護難度很大。孤島巖柱易壓潰破碎，周圍有多個易變形的交叉點，周圍巷道相對于普通巷道更易變形，這些都給孤島的支護帶來了極大地難題，特別是在孤島地段有采動影響時，變形更加嚴重。由于孤島結構特殊，各部位變形相互影響，有必要將孤島作為一個整體來進行研究。目前，國內外很少有關于孤島地段整體上的支護技術的研究，但隨著錨網(wǎng)索與注漿加固等聯(lián)合支護方式的研究逐漸深入和深部支護技術的不斷發(fā)展［1－4］，巷道支護加固技
安徽建筑大學學報 2015年4期2015-12-24
- 急傾斜特厚煤層沖擊地壓防治技術實踐研究
～110m的厚層巖柱，頂板也是厚層巖層，煤巖自身沖擊傾向性、埋深及頂?shù)装鍘r層結構是沖擊地壓發(fā)生的必要條件［1－2］。(2)開采技術因素 +500m水平為回采水平，+475m水平為掘進水平，因礦井單翼布置工作面，不可避免出現(xiàn)采掘相向的影響;水平分段高度為25m，煤層傾角88°，屬于近直立的急傾斜煤層，類似開采條件的礦井發(fā)生過嚴重沖擊地壓案例［3－4］。礦井采掘期間主要在切眼煤柱、廢棄礦井煤巖柱、老礦井倉儲式開采遺留煤柱、停采線煤柱區(qū)域礦壓顯現(xiàn)強烈，前期缺少有
采礦與巖層控制工程學報 2015年4期2015-08-31
- 急傾斜特厚煤層層間巖柱動力學失穩(wěn)誘災傾向預測*
傾斜特厚煤層層間巖柱動力學失穩(wěn)誘災傾向預測*來興平1，2，劉彪1，2，陳建強3，張新戰(zhàn)3，孫秉成3，王建3(1.西安科技大學能源學院，陜西西安710054;2.教育部西部礦井開采及災害防治重點實驗室，陜西西安710054; 3.神華新疆能源有限責任公司，新疆烏魯木齊830027)∶烏魯木齊礦區(qū)烏東煤礦開采條件復雜，急傾斜煤層群間賦存均厚60m傾斜巖柱，近年來已發(fā)生十余次動力災害。針對急傾斜巖柱動力學失穩(wěn)誘災傾向預報，采用開采條件調查、理論分析和現(xiàn)場監(jiān)測等方
西安科技大學學報 2015年3期2015-08-02
- 相鄰平行巷道圍巖應力數(shù)值分析
影響帶相互疊加，巖柱將會承受比較大的應力，當應力超過巖柱所能承受的最大應力時，巖柱就會發(fā)生破壞，從而給巷道維護造成一定的影響。巖石一般認為是脆性材料，其抗拉強度遠低于抗壓強度，決定直墻拱形巷道圍巖是否破壞的主要因素是巷道圍巖強度是否達到其抗拉強度，其中關鍵點是巷道圍巖的拱頂、拱基、墻中、墻基幾個點的應力水平［2］。這些關鍵點的應力與巷道采深，巖柱寬度有直接的關系［3，4］。本文基于有限元軟件ANSYS，通過建立不同巷道采深，不同巖柱間距的相鄰平行拱形直墻巷
機械管理開發(fā) 2015年3期2015-03-19
- 深部頂板夾煤層巷道圍巖變形破壞機制及控制
、位置和分岔巷道巖柱寬度3個因素對巷道關鍵點位移、塑性區(qū)、非對稱變形的影響規(guī)律，分析了圍巖變形破壞機制：夾煤層界面離層破裂區(qū)的發(fā)展，造成圍巖自承結構的失效和自承能力的喪失，破裂區(qū)超過支護體系控制范圍，最終導致圍巖破壞失穩(wěn)。提出了“內修+外控”的以注為主的非對稱聯(lián)合控制對策，現(xiàn)場試驗顯示取得了較好效果。深部巷道；頂板夾煤層巷道；變形破壞機制；控制對策；注漿隨著煤礦開采深度進入-1000m水平后，巷道圍巖變形破壞特征與淺部相比明顯不同，巷道圍巖控制難度增大。礦
煤炭學報 2014年1期2014-09-11
- 全風化花崗巖小凈距隧道中夾巖柱注漿加固技術
巖小凈距隧道中夾巖柱注漿加固技術熊凱斌 閆 虎(中鐵隧道集團一處有限公司，重慶 401121)根據(jù)天馬山隧道工程實踐，利用ABAQUS建立數(shù)值模型，從施工時力學的角度，對先行洞開挖后小凈距隧道中夾巖柱加固前后的受力變形情況進行了數(shù)值模擬分析，計算結果表明：對中夾巖柱加固后，其力學性能增強，承載能力提高，在隧道開挖的過程中，靠近中夾巖柱一側的初襯混凝土層拉應力區(qū)域明顯減小。隧道，小凈距，中夾巖柱，注漿加固0 引言近20年來我國交通事業(yè)的發(fā)展迅速，公路特別是高
山西建筑 2014年35期2014-08-11
- 基于Hoek－Brown準則的小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性數(shù)值模擬分析
、水平收斂、中間巖柱的位移、錨桿軸力、圍巖壓力和鋼拱架應力等項目進行監(jiān)測；林從謀等［6］研究了高速公路擴建大斷面特小凈距隧道爆破穩(wěn)定控制技術；K.WLo［7］等作了多隧道相互影響的現(xiàn)場量測；唐儀興［8］等對京珠國道沿線近距離雙隧道開挖與支護過程，使用平面和三維粘彈塑性有限元方法進行了數(shù)值模擬，分析對比了圍巖與支護結構的受力、變形及塑性、受拉區(qū)的演化狀況，對圍巖—支護體系的穩(wěn)定性進行了評價，用數(shù)值分析方法提出了雙洞間距壓縮的可能性.可見，在小凈距隧道的圍巖穩(wěn)
沈陽大學學報(自然科學版) 2014年2期2014-04-27
- 立井揭穿突出煤層安全巖柱最小厚度的確定
體力學變形及預留巖柱的破壞計算。數(shù)值模型以該礦深部進風井井筒揭煤工程實際條件為基礎，將煤層作為水平層處理，假設開挖的動態(tài)過程對最終應力分布沒有影響。假設層狀巖體是彈塑性材料，各層為均質連續(xù)體。不考慮構造應力、溫度應力的影響?？紤]到立井結構特點和計算精度的要求以及巖體的局部開挖僅對一定的區(qū)域有明顯的影響［5］，建立長為100m，高為64m的二維平面模型，井筒開挖直徑為10m。上邊界加載上覆巖層的重量，左右兩側邊界加載水平應力。數(shù)值計算模型如圖1所示。計算模型
采礦與巖層控制工程學報 2014年2期2014-04-18
- 巷道前伏承壓溶洞突水災變流固耦合分析
于溶洞承壓水擊穿巖柱而產(chǎn)生工作面巖溶突水的力學機理和突水過程分析研究較少。在巖溶礦井中，一般通過布置探放水鉆孔來探放巖溶水，通過防突巖柱的留設來防治巖溶突水。而《煤礦防治水規(guī)定》[9]沒有具體給出針對隱伏承壓溶洞防突巖柱留設的安全厚度計算方法。進行隱伏承壓溶洞防突巖柱的穩(wěn)定性及安全厚度研究，對于防治礦井巖溶突水具有重要意義[10-11]。本文作者從巖石力學和滲流力學出發(fā)采用流固耦合分析方法探討巷道前伏承壓溶洞防突巖柱在采動應力和高水力梯度作用下的流固耦合效
中南大學學報（自然科學版） 2014年5期2014-04-01
- 急傾斜特厚煤層間巖柱地面深孔爆破預裂試驗及效果研究
～110m 厚的巖柱，巖柱由西向東逐漸變薄，整體以粉砂巖為主。烏東煤礦南采區(qū)采用垂直分段綜采放頂煤采煤工藝進行回采，現(xiàn)已回采至+500 m 水平，工作面埋深約350m。烏東煤礦前期淺部開采時，巷道壓力顯現(xiàn)并不明顯，但是隨著開采深度的不斷增加和開采強度的進一步增大，巷道出現(xiàn)頂沉、幫鼓和底鼓等變形破壞現(xiàn)象，尤其是巷道底鼓問題嚴重，巷道維護困難。B3+6煤層回采至+500m 水平后，沖擊地壓等動力現(xiàn)象開始顯現(xiàn)，先后在+500m 水平B3+6綜采面和五一煤礦邊界煤
中國煤炭 2014年1期2014-03-15
- 揭開煤與瓦斯突出煤層的采煤施工方法
煤層的要求出發(fā)，巖柱的厚度越小越好，但要高于規(guī)定數(shù)值。在急傾斜煤層條件下，巷道底部和頂部巖柱的厚度基本相等，比較容易實現(xiàn)一次破除巖柱，但對傾角較小的煤層，為了給炸開巖石柱揭開煤層創(chuàng)造條件，在石門接近安全巖柱以后，要盡可能將工作面刷成和煤層傾角相近的斜面或臺階，如圖1所示。圖1 刷斜面示意圖1.1 石門揭煤震動爆破的炮眼布置方法炮眼個數(shù)較普通爆破的炮眼數(shù)多2個，而具體眼數(shù)要看巖柱情況確定。煤眼和巖眼要交錯相間排列，順序爆破。煤眼和巖眼的比例一般為1︰2。炮眼
黑龍江科學 2014年4期2014-03-14
- 用DDA方法驗證傾倒邊坡變形的制動機制
主要表現(xiàn)為傾倒的巖柱旋轉彎曲折斷破壞。從坡面上觀察，巖柱呈臺階狀并伴有裂縫；在地質平洞中，能觀察到成組的張性裂隙，巖柱不連續(xù)彎曲和折斷，在傾倒體與基巖的交界面上有層間錯動現(xiàn)象。這些表象說明，邊坡曾產(chǎn)生過較大的變形后穩(wěn)定了下來，Hoek認為傾倒邊坡存在制動機制[1]。傾倒邊坡是非連續(xù)性大變形問題，連續(xù)介質小變形的有限元方法顯然不適合求解傾倒邊坡問題，剛體極限平衡方法僅適合最簡單的傾倒模式，而建立在非連續(xù)介質模型基礎上應力應變分析的DDA（Discontinu
中國水利水電科學研究院學報 2013年2期2013-08-29
- 特大跨度小凈距隧道中間巖柱可靠度分析及其加固處理措施
度小凈距隧道中間巖柱可靠度分析及其加固處理措施胡金海1，宋英龍2，鄒偉彪2(1.福州機場二期高速公路有限公司，福建福州 350002;2.同濟大學地下建筑與工程系，上海 200092)魁岐2號隧道位于福州國際機場高速公路二期工程A3標段，隧道跨度達到19.9 m，中間巖柱最小凈距為11.7 m，為國內首座雙向八車道小凈距隧道工程。針對魁岐2號隧道工程的特殊性，利用離散單元法對節(jié)理巖體中特大斷面小凈距隧道的受力情況進行了分析，根據(jù)可靠度理論，通過對魁岐2號特
鉆探工程 2012年3期2012-11-06
- 軸向力作用下巖柱抗彎剛度的數(shù)值解
對有軸向力作用下巖柱截面進行計算機仿真，得到其不同軸向力作用下的彎矩曲率的變化情況，并用以分析軸向力對巖柱抗彎剛度及巖爆的影響。1 巖石的本構關系1．1 巖石受壓時的應力應變曲線巖石本構關系一般都是根據(jù)巖塊的單軸或三軸試驗得到的應力應變曲線，然后通過數(shù)理統(tǒng)計回歸分析得到。不失一般性，在受壓情況下，巖石的應力應變曲線可以分為五個階段:分別為壓密、彈性、屈服、軟化和塑性流動階段?；诖?，本文參考文獻［1］［2］，建立符合試驗室小試件巖石物理特征的分段線性模型(
山西建筑 2012年28期2012-07-29
- 分岔隧道連拱-小間距連接段施工過程穩(wěn)定性分析
曲中墻、小間距段巖柱的穩(wěn)定性。連拱段中隔墻穩(wěn)定性的研究較多，如:曾勝等［1］、葉飛等［2］根據(jù)現(xiàn)場檢測研究了不同施工工序對中隔墻的內力影響;高攀科等［3］總結了不同結構形式、參數(shù)選取及不同施工工藝下連拱隧道中隔墻的受力性能;白海衛(wèi)等［4］用有限元研究了連拱隧道開挖面的空間效應;伍國軍等［5］用有限元法研究了連拱變厚度曲中墻圍巖穩(wěn)定性;代樹林等［6］論述了小間距隧道開挖方法和巖柱加固技術。結合滬蓉西高速公路八字嶺分岔隧道的連拱－小間距過渡段，通過建立三維模型
鐵道勘察 2012年3期2012-05-14
- 近距離煤層煤巷掘進底板防突巖柱厚度數(shù)值分析＊
煤巷掘進底板防突巖柱厚度數(shù)值分析＊寧 俊1,2林柏泉1,2張志雨1,2孟 杰1,2張萌博1,2(1.煤炭資源與安全開采國家重點實驗室,江蘇省徐州市,221008;2.中國礦業(yè)大學安全工程學院,江蘇省徐州市,221116)以平煤股份五礦己-1532020掘進工作面為研究對象,針對該掘進工作面處于近距離煤層上保護層內、掘進巷道底板與被保護層的間距過小、掘進過程中可能發(fā)生下部突出煤層沖破底板巖柱而導致煤與瓦斯突出的情況,運用FLAC3D對底板防突巖柱厚度進行模擬
中國煤炭 2011年5期2011-12-04
- 洞室地基穩(wěn)定性驗算方法的改進
基的破壞視為洞頂巖柱沿巖柱側面的滑移破壞，洞室地基穩(wěn)定性驗算就是巖柱抗滑移穩(wěn)定性計算。（2）巖柱平行洞軸方向的長度取基礎底面平行洞軸方向的長度，巖柱垂直洞軸方向的寬度取洞跨，巖柱高度是基礎底面與洞頂之間的距離。（3）巖柱側面的抗滑力取自洞室橫斷面上左右兩側面的摩擦力和粘聚力，不計前后兩個側面的抗滑力。（4）巖柱一個側面的總摩擦力是正壓力乘以巖體內摩擦系數(shù)，其中，正壓力是不計粘聚力作用時的朗金主動土壓力（從基礎底面算至洞底），巖體內摩擦系數(shù)是巖體內摩擦角的正
重慶建筑 2011年3期2011-02-09
- 鄰近爆破對矩形巖柱穩(wěn)定性影響的突變理論分析＊
）1 引 言矩形巖柱是地下開采方式中常用的巖柱布置型式之一。巖柱可以有效地維持采場和采空區(qū)頂板及圍巖的穩(wěn)定性。實踐表明，巖柱失穩(wěn)往往會導致地下采場或采空區(qū)的整體破壞，甚至造成更嚴重的關聯(lián)失穩(wěn)［1］。巖柱的完好程度是判斷地下采場和采空區(qū)穩(wěn)定性的重要標志［2－3］。地下采場或采空區(qū)穩(wěn)定性取決于頂板與巖柱，對巖柱穩(wěn)定性進行的研究分別從現(xiàn)場測試［2］、數(shù)值計算［4－5］和可靠性［6］等方面入手，已取得豐碩的研究成果，但往往只考慮靜荷載的作用和影響。事實上，由于爆破
爆炸與沖擊 2010年5期2010-02-26