巷道锚固复合承载体特性及其承载效应研究

发布时间：2025-01-09 03:22

　　随着采深的不断增加,深部开采所面临的问题也越来越复杂,例如巷道围岩节理裂隙发育、松散破碎、破坏范围大等问题,充分考虑锚固复合承载体特性及其承载效应的巷道支护设计是解决上述问题的有效方法。本文采用理论分析、数值模拟、相似模拟及工程实践相结合的方法,就锚固复合承载体力学机制及其承载效应、基于锚固复合承载体承载效应的围岩力学特征、锚固复合承载体承载特性及结构特征的影响因素进行了系统研究,主要取得了以下研究成果:(1)建立了锚固复合承载体力学模型,分析表明锚固复合承载体承载强度与锚杆支护强度、锚固复合承载体自身内聚力及其垂直方向的应力增长速率成正比,与锚固复合承载体的内摩擦角和承载体厚度b呈正相关,与巷道宽度和巷道半径呈负相关,阐释了锚固复合承载体力学机制,获得了锚固复合承载体特性与巷道最小支护强度和最大允许变形量之间的关系,阐明了锚固复合承载体承载效应与巷道围岩稳定性的相互作用机制,揭示了在较小的支护强度下巷道能够实现稳定的原因。(2)基于锚固复合承载体承载效应,充分考虑卡斯特纳方程求解过程中存在的问题,利用Levy-Mises本构关系对Mohr-Coulumb强度准则进行修正,得出了修正后的...

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１康红普提出的主要承载圈示意图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｂｅａｒｉｎｇ?ｒｉｎｇ?ｒａｉｓｅｄ?ｂｙ?Ｋａｎｇ?Ｈｏｎｇｐｕ??［４３“－”

?安徽理工大学博士学位论文???响因素等进行了研究，同时建立了巷道围岩圈状模型，由外向内依次为：原岩应??力稳定圈、可塑性流动变形圈和压密承载圈。??韩建新等＾＾＾在Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ准则的基础上，建立了确定贯穿裂隙岩体破坏??方式和强度的方法，针对贯穿裂隙提出了新的锚固方....

图１．２?“锚网喷＋锚索”联合支护形成的支护结构??

数、初次支护让压值、二次支护围岩变形量有关，充分体现了巷道在初次支护阶??段和二次支护阶段的力学特征，同时还反映了围岩与支护的协调作用关系。其联??合支护形成的支护结构如图１．２所示。??孙河川等［６〇］认为锚喷加固的特点及上部岩拱结构的承载机制，是正确的锚喷??－５－??

图１．３深部软岩巷道承载结构??Ｆｉｇ．?１．３?Ｄｅｅｐ?ｓｏｆｔ?ｒｏｃｋ?ｒｏａｄｗａｙ?ｂｅａｒｉｎｇ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??

进而达到深部巷道长期稳定的目的。??采用ＦＬＡＣ３Ｄ数值模拟软件，李树清等［８４］对深部软岩巷道的围岩承载结构进行??了划分，如图１．３所示，研究表明：通过提高支护阻力，可有效减小软化区范围，??降低软化程度，有效改善巷道应力分布；ＭｕｙａＭＳ等［８５１在综合考虑锚杆长度、锚??....

图２．３上覆均布荷载应力分布??Ｆｉｇ．?２．３?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｏｖｅｒｌｙｉｎｇ?ｕｎｉｆｏｒｍ?ｌｏａｄ??

?弹性?＼??图２．２直墙半圆拱形巷道锚固复合承载体力学模型??Ｆｉｇ．?２．２?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｂｏｌｔ－ｒｏｃｋ?ｂｅａｒｉｎｇ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｆｏｒ?ｓｅｍｉ－ｃｉｒｃｕｌａｒ?ａｒｃｈｅｄ??ｒｏａｄｗａｙ?ｗｉｔｈ?ｓｔ....

本文编号：4025070