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基于统一强度理论的扰损围岩巷道脆塑性解答
1
作者 张常光 周渭 +2 位作者 徐灏 赵帅 孙珊珊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1343-1355,共13页
钻爆法施工常造成岩质巷道扰损区围岩性能劣化。针对扰损围岩、扰损外围岩的弹塑性状态下不同的扰损围岩巷道力学模型,采用统一强度理论、弹-脆-塑性模型和非关联流动法则,建立扰损围岩巷道有关应力、位移和塑性区半径的脆塑性解答,探... 钻爆法施工常造成岩质巷道扰损区围岩性能劣化。针对扰损围岩、扰损外围岩的弹塑性状态下不同的扰损围岩巷道力学模型,采用统一强度理论、弹-脆-塑性模型和非关联流动法则,建立扰损围岩巷道有关应力、位移和塑性区半径的脆塑性解答,探讨巷道力学模型的转换路径及判定方法,并将结果进行对比、验证,获得各因素的影响规律。研究表明:提出的巷道脆塑性解答合理反映了中间主应力、围岩扰损范围和峰后强度、剪胀特性的综合影响,通过参数组合变换可退化为多种解答并得到正确性验证,具有重要的理论意义和应用前景;巷道力学模型判定与中间主应力、围岩扰损范围密切相关,显著影响巷道应力-位移分布和围岩特征曲线;支护压力和巷道稳定变形随着围岩峰后强度下降、剪胀特性参数增加而明显增大。 展开更多
关键词 扰损围岩 统一强度理论 弹-脆-塑性模型 剪胀特性 围岩特征曲线
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高地应力区隧道开挖围岩变形与应力研究
2
作者 梁夏 《西部交通科技》 2024年第2期171-174,共4页
高地应力条件下隧道开挖时围岩变形与应力分布特点与常规认知有较大差异,给隧道设计带来巨大挑战。为此,文章采用数值分析方法,基于实际工程围岩性态特点,系统性地研究了围岩初始地应力状态与围岩等级对隧道开挖的影响。研究发现:随着... 高地应力条件下隧道开挖时围岩变形与应力分布特点与常规认知有较大差异,给隧道设计带来巨大挑战。为此,文章采用数值分析方法,基于实际工程围岩性态特点,系统性地研究了围岩初始地应力状态与围岩等级对隧道开挖的影响。研究发现:随着围岩初始地应力的增加,围岩变形与应力快速增加,因此即使是同一种围岩,地应力上升时仍需要相应提高支护结构强度;随着围岩等级的增加,围岩变形快速增加,围岩应力稍有减小,因此支护结构选择时考虑的最重要影响因素除了围岩等级外,初始地应力状态非常重要。 展开更多
关键词 隧道开挖 高地应力 初始地应力 围岩等级 围岩变形 围岩应力 支护结构
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地下水封洞库施工期洞室围岩变形松弛典型特征与规律
3
作者 曹洋兵 江志豪 +3 位作者 黄月 李尧 王东瑞 李兵磊 《福州大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期245-252,共8页
基于地下水封洞库工程特征与典型洞库工程实例,整理分析大量洞室围岩内部变形、表层变形、波速与锚杆应力等监测数据.结果表明:预埋的多点位移计测点位移主要为0.5~3.0 mm,收敛位移监测值主要为4~8 mm,拱顶沉降监测值主要为3~6 mm,围岩... 基于地下水封洞库工程特征与典型洞库工程实例,整理分析大量洞室围岩内部变形、表层变形、波速与锚杆应力等监测数据.结果表明:预埋的多点位移计测点位移主要为0.5~3.0 mm,收敛位移监测值主要为4~8 mm,拱顶沉降监测值主要为3~6 mm,围岩时效变形不明显;围岩变形与爆破开挖有关,当掌子面或后续台阶开挖面接近监测断面时,变形出现陡增;围岩质量越差,开挖面空间效应越不明显.提出洞室围岩损失位移确定方法,发现损失位移占最终收敛位移50%~60%;基于波速变化率提出围岩松弛程度评价指标,发现围岩最大松弛程度约为0.47,松弛深度为1.5 m;洞室围岩锚杆受力普遍较小,锚杆拉应力与围岩变形基本同步变化. 展开更多
关键词 水封洞库 施工期监测 围岩变形 损失位移 围岩松弛
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破碎围岩巷道锚注支护参数优化及应用
4
作者 刘森虎 宁建国 +3 位作者 史新帅 张文 刘尚明 解小光 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第3期181-189,共9页
针对新河矿业730采区南部轨胶联络巷围岩松散破碎、变形严重情况,利用Comsol Multiphysics有限元分析软件探讨了不同注浆参数对浆液扩散的影响;并在此基础上,研究不同注浆锚索布置形式对注浆效果的影响。结果表明:浆液扩散半径会随着注... 针对新河矿业730采区南部轨胶联络巷围岩松散破碎、变形严重情况,利用Comsol Multiphysics有限元分析软件探讨了不同注浆参数对浆液扩散的影响;并在此基础上,研究不同注浆锚索布置形式对注浆效果的影响。结果表明:浆液扩散半径会随着注浆压力增大、注浆时间延长而逐渐增大,每增大1 MPa注浆压力浆液扩散半径平均增长率为30.95%,每延长1 min注浆时间,浆液扩散半径平均增长率为25.67%;注浆锚索的布置形式决定了注浆加固圈的范围,当采用“六边形”布置方式时,其注浆加固圈范围相对较大,且顶板两侧不会出现漏浆的情况。基于数值模拟结果,确定了新河矿业南部轨胶联络巷锚注支护的注浆压力为4 MPa、注浆时间为8 min,注浆锚索布置方案为“六边形”式。工程应用表明:优化后的注浆参数有效地控制了巷道围岩的变形与破坏,取得了良好的工程效果,同时也为此类巷道的注浆加固提供了有效依据。 展开更多
关键词 破碎围岩 锚注支护 注浆加固 围岩控制 数值模拟 浆液扩散 注浆锚索
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深井松软围岩煤巷采动增跨效应及防控技术
5
作者 王方田 刘超 +2 位作者 翟景辉 张洋 牛滕冲 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第1期76-86,共11页
针对深井松软煤巷围岩变形严重、巷道支护困难等问题,以城郊煤矿LW21106工作面沿空巷道为工程背景,建立了采动巷道增跨模型,揭示了采动增跨效应演化机理。通过构建巷道顶板横纵弯曲梁模型,指出顶板横向受力、巷道等效跨度、煤岩强度是... 针对深井松软煤巷围岩变形严重、巷道支护困难等问题,以城郊煤矿LW21106工作面沿空巷道为工程背景,建立了采动巷道增跨模型,揭示了采动增跨效应演化机理。通过构建巷道顶板横纵弯曲梁模型,指出顶板横向受力、巷道等效跨度、煤岩强度是巷道围岩损伤破坏的主控因素,提出了采动增跨效应防控对策并进行工业性试验。研究结果表明:受采动影响,巷道经历“初始围岩稳定—围岩裂隙发育扩展—围岩剪切破坏加剧—等效跨度增加”过程;巷道顶板最大正应力与应力集中系数、顶板等效跨度、巷道断面尺寸及埋深成正相关关系;巷道顶板在高应力环境下易发生拉剪破坏,增加顶板锚索数量以及锚索预紧力有利于增强顶板初期完整性。基于巷道变形破坏主控因素,提出“围岩加固–卸压–强化支护”协同防控策略;针对现场条件,采用煤柱侧向切顶+注浆加固并对破碎区域补充锚索强化支护的防控技术。现场监测结果表明,煤柱帮最大移近量为18.89cm,顶板下沉量为25.86cm,两帮移近量为29.65 cm,有效控制了煤巷围岩变形,为深井松软围岩巷道变形控制提供了参考。 展开更多
关键词 深井 松软围岩 采动增跨效应 主控因素 协同防控
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深部巷道围岩裂隙注浆加固浆液扩散规律研究
6
作者 肖同强 余子豪 +1 位作者 李怀珍 许磊 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期16-24,共9页
目的为了解决深部巷道围岩裂隙注浆加固难题,方法采用现场矿压观测、数值模拟等方法,结果研究得到深部巷道围岩破坏特征:深部巷道呈现“顶、帮、底”全断面大变形现象,围岩破坏深度显著增加;深部巷道围岩由浅至深形成裂隙发育区、裂隙... 目的为了解决深部巷道围岩裂隙注浆加固难题,方法采用现场矿压观测、数值模拟等方法,结果研究得到深部巷道围岩破坏特征:深部巷道呈现“顶、帮、底”全断面大变形现象,围岩破坏深度显著增加;深部巷道围岩由浅至深形成裂隙发育区、裂隙扩展区和原生裂隙区,其中裂隙扩展区裂隙较小,注入难度较大。采用数值模拟方法,分析裂隙特征、注浆压力、浆液水灰比等因素对浆液扩散特征的影响规律,结果表明:裂隙开度对浆液扩散半径影响显著,而裂隙粗糙度的影响较小;对于裂隙开度较大的裂隙发育区,采用常规注浆压力;对于裂隙扩展区,裂隙开度较小(小于0.10 mm),应采用高于10 MPa的注浆压力;浆液扩散半径与注浆压力、水灰比呈正比,但对于深部微围岩裂隙而言,注浆压力存在临界点,不应盲目增大注浆压力,选取水灰比时,应综合考虑浆液扩散半径和浆液析水效应。结论对于注浆工程而言,选取浆液配比及注浆压力时,应考虑巷道开挖后围岩裂隙开度的发育状态。 展开更多
关键词 深部巷道 围岩裂隙 注浆加固 浆液扩散
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围岩智能化分级及其工程应用
7
作者 钟庆华 孙鑫 +2 位作者 张铁军 乔洪磊 杨新安 《科技创新与应用》 2024年第12期77-80,89,共5页
由于地质条件的复杂多变、勘察方法和技术缺陷等原因,勘察阶段的山岭隧道围岩分级与施工阶段存在差异。为动态获得施工中杭温铁路隧道前方围岩等级,该文基于岩体基本质量指标(BQ)的综合评判法,利用现场回弹试验、超前地质预报及掌子面... 由于地质条件的复杂多变、勘察方法和技术缺陷等原因,勘察阶段的山岭隧道围岩分级与施工阶段存在差异。为动态获得施工中杭温铁路隧道前方围岩等级,该文基于岩体基本质量指标(BQ)的综合评判法,利用现场回弹试验、超前地质预报及掌子面图像识别等手段,通过人工智能算法获得前方揭露围岩岩石强度及岩体完整性系数;再结合隧道现场水文情况、软弱结构面、初始地应力状态等修正因素,对围岩进行精细分级。现已在杭温铁路隧道古塘源二号隧道进口DK90+292、金竹坪隧道出口DK86+184、木匪岭隧道出口DK84+565及松坞尖隧道进口DK86+752等断面围岩等级变更工作中实现成功应用,得到与专业团队相吻合的揭露围岩级别判别结果,具有进一步推广与研究价值。 展开更多
关键词 山岭隧道 人工智能 图像识别 围岩精细分级 围岩等级变更
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基于Bayes-LSTM的公路隧道围岩变形预测方法研究
8
作者 刘智 李欣雨 +2 位作者 李震 孔宪光 常建涛 《中外公路》 2024年第1期166-176,共11页
在公路隧道施工过程中,围岩的稳定性对隧道施工的影响较大。因此公路隧道围岩变形的监控量测与准确预测是保障隧道施工安全的关键。针对当前隧道围岩变形的预测精度较低以及泛化能力较差等问题,该文提出一种基于贝叶斯(Bayes)优化长短... 在公路隧道施工过程中,围岩的稳定性对隧道施工的影响较大。因此公路隧道围岩变形的监控量测与准确预测是保障隧道施工安全的关键。针对当前隧道围岩变形的预测精度较低以及泛化能力较差等问题,该文提出一种基于贝叶斯(Bayes)优化长短期记忆网络(LSTM)的方法,该方法首先对拱顶沉降和周边收敛的原始监测数据进行预处理,而后构建公路隧道拱顶沉降与周边收敛的初始LSTM模型,并利用Bayes优化模型中的超参数,最终得出预测结果。利用该模型对某公路隧道拱顶沉降和周边收敛进行预测,将预测结果以均方根误差为评价指标与神经网络(CNN)和支持向量回归(SVR)进行对比。预测拱顶沉降时,Bayes-LSTM模型的平均预测精度相较于CNN与SVR模型分别提高了1.0与1.26;预测周边收敛时,Bayes-LSTM模型平均精度相较于CNN与SVR分别提高了0.3与0.32。表明Bayes-LSTM模型的预测精度较高,同时其能在训练模型过程中对历史信息进行判断和取舍,极大地提高了时序数据处理的效率,为公路隧道围岩变形预测提供了新的思路和探索。 展开更多
关键词 公路隧道 围岩变形 数据分析 LSTM 贝叶斯优化
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降雨入渗对防军隧道浅埋小净距段围岩稳定性的影响
9
作者 徐红玉 焦治豪 +1 位作者 毕志刚 李文杰 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期69-76,87,共9页
为控制降雨入渗对浅埋小净距隧道围岩稳定性的影响,以义东高速公路防军隧道为依托,基于流固耦合理论和水土特征曲线,采用MIDAS GTS NX有限元软件建立浅埋小净距隧道数值模型,对雨季施工时的土体孔隙水压力、围岩变形特征和边仰坡安全系... 为控制降雨入渗对浅埋小净距隧道围岩稳定性的影响,以义东高速公路防军隧道为依托,基于流固耦合理论和水土特征曲线,采用MIDAS GTS NX有限元软件建立浅埋小净距隧道数值模型,对雨季施工时的土体孔隙水压力、围岩变形特征和边仰坡安全系数展开分析。结果表明:随着降雨入渗的持续,围岩及边仰坡土体基质吸力逐渐减小,其土体抗剪强度也随之降低,稳定性变差。经过7 d累积降雨,孔隙水压力增大趋势逐渐放缓,围岩变形达到最大值,工况1的拱顶沉降增大了21.48%,且边仰坡安全系数小于1,处于失稳状态。洞口段采取加固和排水措施来控制围岩的稳定性,边仰坡的安全系数较加固前提升了17.27%,取得了良好的效果,保证了隧道后期的安全施工。 展开更多
关键词 浅埋小净距隧道 降雨入渗 流固耦合 基质吸力 围岩变形
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锚杆钻车运行中支护承载结构及围岩受力变形分析
10
作者 王雁冰 梅洪嘉 +3 位作者 张京泉 李凯 刘珍 李杨 《安徽理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期1-11,共11页
目的针对单轨液压锚杆钻车运行过程中支护承载结构及围岩受力变形难以观测分析的问题。方法利用研发的CMMD4-35煤矿用单轨液压锚杆钻车,结合长城五矿1902S回风巷巷道现场情况综合分析钻车在大断面大倾角巷道动态运行的支护、承载及围岩... 目的针对单轨液压锚杆钻车运行过程中支护承载结构及围岩受力变形难以观测分析的问题。方法利用研发的CMMD4-35煤矿用单轨液压锚杆钻车,结合长城五矿1902S回风巷巷道现场情况综合分析钻车在大断面大倾角巷道动态运行的支护、承载及围岩协同受力变形特征。结果研究表明,钻车运行过程中吊挂板的受力变形在悬吊点处均达到峰值,工字钢在悬吊点的部分位移最小,与钻车直接接触的部分受力最大;锚索中部主要受到拉应力,靠近巷道一侧主要受到剪应力,而巷道两帮的锚杆拉应力主要分布在靠近巷道内部一侧;巷道顶板悬吊点处位移最大,两帮靠近顶板位移高于底板处,而巷道偏向低帮处底板的位移大于高帮处;以单轨液压锚杆钻车为核心的新型配套工艺可以有效控制围岩变形,支护效果良好,比传统以掘锚一体机为中心的机器化工艺掘进效率更高。结论研究明确了CMMD4-35煤矿用单轨液压锚杆钻车在实际应用的可行性,解决了现有掘锚一体机难以在复杂地质条件下大断面煤巷自动化掘进支护的问题,提升了煤巷支护效果掘进效率,为CMMD4-35煤矿用单轨液压锚杆钻车的现场应用提供了理论依据。 展开更多
关键词 锚杆钻车 锚杆锚索 承载结构 支护结构 巷道围岩 受力变形
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深埋综放工作面顺槽围岩动力破坏机理及其支护技术
11
作者 任建喜 陈永涛 +2 位作者 刘政 张琨 岳东 《煤炭技术》 CAS 2024年第5期1-6,共6页
为探究西部深埋综放工作面围岩动力破坏机理,提出了高强度锚索支护与围岩卸压协同作用的支护方案,完成了5×10^(5)J冲击能量下、不同卸压技术围岩动力破坏计算机仿真分析,确定了工作面顺槽卸压参数,制定了围岩变形规律监测方案并完... 为探究西部深埋综放工作面围岩动力破坏机理,提出了高强度锚索支护与围岩卸压协同作用的支护方案,完成了5×10^(5)J冲击能量下、不同卸压技术围岩动力破坏计算机仿真分析,确定了工作面顺槽卸压参数,制定了围岩变形规律监测方案并完成了实测工作。数值模拟表明:锚索由原设计φ21.6 mm×8200 mm提高至φ28.6 mm×8200 mm,顶板锚索数量由原7根减少至5根;冲击能量为5×10^(5)J时,顺槽的部分锚杆被拉断,巷道发生失稳破坏,围岩进行卸压后,顶板应力减小15.03%,帮部应力减小6.61%;顶板位移减小31.23%,帮部位移减小38%;地面水平井压裂深度为20~30 m,顺槽围岩应力和围岩变形下降较快,应力下降率降幅明显。实测结果表明:高强度锚索与围岩卸压协同作用,可以有效控制围岩变形。 展开更多
关键词 顺槽围岩 动力破坏 高强度锚索 卸压 协同
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节理巷道围岩卸荷变形试验研究
12
作者 侯公羽 邵耀华 +4 位作者 刘春雷 王一哲 陈钦煌 胡志宇 赵庆儒 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期616-623,共8页
自然界中的岩体在长期的地质构造运动作用下,内部往往发育不同尺度的节理,而巷道围岩的稳定性与节理的发育密切相关。为研究节理对巷道围岩开挖卸荷变形的影响,采用课题组的开挖卸荷模型试验系统,对不同节理尺寸水泥砂浆围岩试件开展了... 自然界中的岩体在长期的地质构造运动作用下,内部往往发育不同尺度的节理,而巷道围岩的稳定性与节理的发育密切相关。为研究节理对巷道围岩开挖卸荷变形的影响,采用课题组的开挖卸荷模型试验系统,对不同节理尺寸水泥砂浆围岩试件开展了系列试验。研究结果表明:(1)巷道围岩开挖卸荷变形主要发生在卸荷阶段,维持阶段变形继续存在,但节理对其卸荷变形无明显影响。此阶段,卸荷变形程度显著降低并逐渐趋于稳定,其应变增量大约为100με;(2)与无节理试件相比,含节理试件S-1和S-2的应变平均降低幅度超过70%,远高于S-3,即节理尺寸越大,卸荷变形程度越大,卸荷作用越明显;(3)试件在不同方向的应变差异较大,切向应变均大于径向应变,含节理试件尤为突出。 展开更多
关键词 小型模型试验 节理 开挖卸荷 围岩变形
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应力波作用下隧洞顶板围岩块体失稳滑动解析理论研究
13
作者 王晓 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期183-197,共15页
由于地质结构和开挖面的影响,隧洞围岩通常被切割成不同形状和尺寸的块体.其中,一些关键块体在开挖卸载后仍然保持稳定,但当受到应力波(如爆破振动和地震等)的干扰时可能会失去稳定性并滑动.基于应力波传播理论推导了隧洞围岩顶板矩形... 由于地质结构和开挖面的影响,隧洞围岩通常被切割成不同形状和尺寸的块体.其中,一些关键块体在开挖卸载后仍然保持稳定,但当受到应力波(如爆破振动和地震等)的干扰时可能会失去稳定性并滑动.基于应力波传播理论推导了隧洞围岩顶板矩形关键块体动力失稳滑动解析模型,在计算块体滑动位移过程中,考虑了块体间节理的不同闭合-张开模式,并采用线弹性模型和库仑滑移模型来描述节理的法向和切向行为.通过UDEC数值模型验证了解析模型的有效性和可靠性.随后,基于解析模型探讨了可能影响块体失稳滑动的参数.研究结果表明:在应力波作用下,隧洞围岩块体间节理面会闭合-张开,在张开过程中节理面的摩擦力会逐渐降低,甚至为零,块体间节理面的超低摩擦和无摩擦阶段对块体滑动位移的影响最大;当应力波垂直作用于围岩块体结构面且强度足以诱使节理面张开时,影响块体滑动位移较大的参数是节理面初始法向应力、应力波振幅、频率和块体岩性,单周期正弦应力波下块体滑动位移的变化在0.659~1.502 mm之间;其次为节理初始法向刚度、块体尺寸,块体滑动位移的变化在0.15~0.168 mm之间. 展开更多
关键词 应力波 围岩块体 失稳滑动 节理 解析模型
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苏北盆地溱潼凹陷古新统阜宁组二段侵入岩围岩变质带储层特征及其成藏意义
14
作者 臧素华 《石油实验地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期238-246,共9页
火山岩油气藏是油气勘探的重要领域之一。苏北盆地溱潼凹陷侵入岩分布广泛,油气显示活跃,已成为我国东部陆相盆地油气深化勘探和规模增储的重要领域,具备良好的勘探前景。然而,目前针对火山岩对泥页岩围岩储层及其成藏影响的研究较为缺... 火山岩油气藏是油气勘探的重要领域之一。苏北盆地溱潼凹陷侵入岩分布广泛,油气显示活跃,已成为我国东部陆相盆地油气深化勘探和规模增储的重要领域,具备良好的勘探前景。然而,目前针对火山岩对泥页岩围岩储层及其成藏影响的研究较为缺乏,泥页岩围岩变质带能否作为勘探重点领域有待深入评价。为了推动苏北盆地侵入岩围岩变质带新类型油藏勘探,以溱潼凹陷阜二段侵入岩围岩变质带为研究对象,综合岩心、薄片、全岩、测井等资料,系统揭示了泥页岩变质带储层特征,明确了岩浆侵入对阜二段变质带油气成藏的贡献。研究表明,溱潼凹陷阜二段泥页岩受岩浆侵入影响,泥页岩围岩发生蚀变形成环状变质带储层,岩浆的侵入具有明显“增储作用”;变质带储层发育孔隙、裂缝两类储集空间,储层发育程度受侵入岩厚度及烘烤强度控制,岩浆的侵入具有“催熟作用”,同等深度下泥页岩Ro可增加0.4%~0.5%;阜宁组侵入岩形成于吴堡期—三垛期,火成岩侵入形成环状变质带的时间早于油气充注期,具有良好的成藏匹配关系。受岩浆侵入、侵入岩空间分布以及源储匹配关系控制,溱潼凹陷阜二段侵入岩围岩变质带具有源储一体、近源富集的特征,是规模增储的新阵地。 展开更多
关键词 储层特征 围岩变质带 阜宁组二段 古新统 溱潼凹陷 苏北盆地
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三向非等压应力场下围岩主应力差与塑性区分布关系研究
15
作者 刘洪涛 韩子俊 +5 位作者 韩洲 陈子晗 韦晟杰 刘勤裕 程文聪 吴双 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期291-306,共16页
首先,以弹性理论为基础推导出考虑巷道轴向应力影响的主应力差解析式,通过变化水平侧压比、轴向侧压比研究完全弹性条件时不同应力场下主应力差分布形态演化规律。其次,推导出考虑轴向应力作用的围岩塑性区近似解,研究不同应力环境下围... 首先,以弹性理论为基础推导出考虑巷道轴向应力影响的主应力差解析式,通过变化水平侧压比、轴向侧压比研究完全弹性条件时不同应力场下主应力差分布形态演化规律。其次,推导出考虑轴向应力作用的围岩塑性区近似解,研究不同应力环境下围岩的塑性区形态演化规律。最后,对比分析主应力差及塑性区形态特征,研究二者分布形态的对应关系,并通过数值模拟验证理论分析的正确性。研究结果表明:在弹性理论下,三向应力场条件的主应力差值分布会呈现圆形、椭圆形、蝶形3种形态的演化规律;在考虑巷道塑性破坏的情况下,主应力差值在σx、σz较小一侧形成峰值壳,在较大一侧形成卸压壳。在不同水平侧压比及轴向侧压比情况下,围岩塑性区形态会呈现圆形—椭圆形、椭圆形—蝶形、蝶形恶性扩展3个阶段的演化过程。巷道主应力差的分布形态在一定程度上可以反映塑性区形态,主应力差和塑性区在相同应力条件下的形态特征具有逐一对应关系,且二者形态在很大程度上由水平侧压比决定,轴向侧压比对塑性区形态影响较小。160206回风巷在偏转式主应力差集中区形成非对称异化特征。本文基于分析及现场破坏情况提出的联合协同支护技术在现场应用效果较好。 展开更多
关键词 主应力差 轴向应力 巷道塑性区 非静水压力场 围岩控制
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基于多影响因素联合的某抽水蓄能电站主厂房洞室围岩变形预测
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作者 张翌娜 江琦 +1 位作者 张建伟 李香瑞 《水电能源科学》 北大核心 2024年第3期161-165,共5页
为保证地下洞室围岩环境的安全状态,提出了一种以变分模态分解(VMD)方法分解原始数据和粒子群优化算法(PSO)提高预测精度为基础,基于多影响因素联合核极限学习机(KELM)方法的洞室围岩变形预测方法。该方法首先采用VMD方法将监测位移分... 为保证地下洞室围岩环境的安全状态,提出了一种以变分模态分解(VMD)方法分解原始数据和粒子群优化算法(PSO)提高预测精度为基础,基于多影响因素联合核极限学习机(KELM)方法的洞室围岩变形预测方法。该方法首先采用VMD方法将监测位移分解为受趋势性因素影响的趋势项位移和受周期性因素影响的周期项位移,去除影响因素的干扰项,其次将演化状态及影响因素作为PSO-KELM的输入数据,预测各影响因素所对应的趋势项或周期项位移,最后叠加两种分项位移,并将多影响因素结合的KELM方法与其他预测方法进行精度比较。对某抽水蓄能电站工程实测数据的验证结果表明,预测结果与原始位移的RRMSE相差仅0.76%,且二者的R为0.986,所提预测方法具有较高的预测精度,可为同类工程的围岩变形预测提供参考。 展开更多
关键词 洞室围岩 变形 变分模态分解 粒子群优化 核极限学习机 影响因素
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特厚煤层沿空掘巷围岩支卸协同控制技术
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作者 李化敏 王文强 +1 位作者 王祖洸 孙浩 《煤炭工程》 北大核心 2024年第2期45-51,共7页
针对特厚煤层小煤柱沿空掘巷大范围塑性全煤巷道锚网索的支护难题,以塔山煤矿8204-2小煤柱工作面为工程背景,采用现场实测、理论分析等方法,揭示了锚杆、锚索对沿空大范围塑性全煤巷道的支护机理。锚杆支护主要作用于浅部二次破碎区煤体... 针对特厚煤层小煤柱沿空掘巷大范围塑性全煤巷道锚网索的支护难题,以塔山煤矿8204-2小煤柱工作面为工程背景,采用现场实测、理论分析等方法,揭示了锚杆、锚索对沿空大范围塑性全煤巷道的支护机理。锚杆支护主要作用于浅部二次破碎区煤体,形成浅部连续承载结构;锚索主要作用于深部处于三向受力状态的稳定煤体,形成更大范围的连续稳定承载结构;进一步明确了锚杆、锚索有效长度的计算方法,形成了以高预紧力、高强“锚-网-索”支护为基础,以坚硬顶板井下磨料水射流切顶卸压、巷帮大直径钻孔卸压、底板卸压槽卸压为辅的“支卸协同”小煤柱沿空巷道围岩控制技术体系。工程应用结果表明,试验巷道围岩最大变形量小于700 mm,能够满足使用要求。 展开更多
关键词 特厚煤层 小煤柱 沿空掘巷 围岩控制 支卸协同 双层连续承载结构
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滇西兰坪金顶超大型铅锌矿床围岩微量元素地球化学特征及其意义
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作者 朱志军 杨志娟 +1 位作者 严锦洁 王何均 《东华理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期1-12,共12页
滇西兰坪盆地是三江成矿带的重要组成部分,金顶铅锌矿是区内重要的超大型矿床。为了查明金顶超大型铅锌矿床的成矿物质来源,对金顶矿区围岩样品进行微量元素地球化学分析。结果显示,稀土总量接近大陆上地壳的平均稀土元素总量值,轻稀土... 滇西兰坪盆地是三江成矿带的重要组成部分,金顶铅锌矿是区内重要的超大型矿床。为了查明金顶超大型铅锌矿床的成矿物质来源,对金顶矿区围岩样品进行微量元素地球化学分析。结果显示,稀土总量接近大陆上地壳的平均稀土元素总量值,轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损,呈明显的右倾型,具有显著的Eu负异常。微量元素特征显示Cu的平均含量为24.4×10^(-6),未发生明显富集迁移。Pb、Zn平均含量随矿体距离远近变化较大(Pb含量为2.9×10^(-6)~24.7×10^(-6),平均含量为13.1×10^(-6);Zn含量为8.8×10^(-6)~236.0×10^(-6),平均含量为76.6×10^(-6)),与矿体距离呈现出明显的相关性,距离矿体越近,含量越高。稀土元素特征及微量元素相关关系分析表明,矿区围岩古近纪云龙组地层不是提供成矿物质的矿源层。矿区石膏锶、硫同位素地球化学性质显示金顶矿区的石膏为晚三叠世三合洞组蒸发沉积型,且在适当的成矿温度条件下(150~300℃),石膏会发生热化学还原作用(TSR),为金属硫化物矿床提供硫源。 展开更多
关键词 兰坪盆地 金顶超大型铅锌矿 围岩 微量元素
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破碎围岩巷道变形失稳特征及控制技术
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作者 王仕辉 田世祥 +3 位作者 罗新波 李璨 林华颖 焦安军 《煤炭技术》 CAS 2024年第1期19-23,共5页
针对破碎围岩巷道变形量大、围岩整体性差和支护困难等问题,以昌兴煤矿1460运输石门为试验地点,通过数值模拟与现场考察,研究原支护技术下巷道围岩变形失稳特征及机制,拟采用联合支护技术并对比分析围岩变形特征。研究表明:由于围岩强... 针对破碎围岩巷道变形量大、围岩整体性差和支护困难等问题,以昌兴煤矿1460运输石门为试验地点,通过数值模拟与现场考察,研究原支护技术下巷道围岩变形失稳特征及机制,拟采用联合支护技术并对比分析围岩变形特征。研究表明:由于围岩强度低、支护方式单一、受开采动压影响和围岩中含软弱夹层,造成围岩松散破碎,稳定性差,顶板最大破坏深度达到4.80 m;提出了“锚网喷+U型棚拱形支架+注浆”联合支护技术,采用预应力锚索、高刚度U型钢棚、浅孔注浆及深孔锚注等支护方式强化围岩特性,形成多层复合加固拱承载结构,实现支护结构与围岩的相互耦合作用;数值模拟分析得出,修复后围岩塑性屈服区最大深度由5.56 m减小到1.07 m,降低了80.76%,围岩塑性区大幅度减小,围岩应力总体趋于均匀分布;现场试验表明,修复后顶底板位移量仅113 mm,两帮位移量78 mm,说明该联合支护技术方案可有效控制围岩变形失稳,维持巷道整体稳定。 展开更多
关键词 破碎围岩 注浆加固 围岩控制 联合支护 数值模拟
原文传递
孤岛工作面回采巷道围岩加固技术研究
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作者 高嘉骏 《山西冶金》 CAS 2024年第2期216-218,共3页
针对15307工作面回采巷道围岩变形量大的问题,通过对巷帮、顶板进行浅孔、深孔注浆,达到提升岩体整体稳定性及强度的目的,为后续巷道围岩变形量控制创造良好条件。通过对巷帮、顶板采用锚索补强,并对锚索进行全长锚固,提升支护体系与围... 针对15307工作面回采巷道围岩变形量大的问题,通过对巷帮、顶板进行浅孔、深孔注浆,达到提升岩体整体稳定性及强度的目的,为后续巷道围岩变形量控制创造良好条件。通过对巷帮、顶板采用锚索补强,并对锚索进行全长锚固,提升支护体系与围岩耦合效果。现场应用后,15307工作面回采巷道在采面推进期间顶底板、两帮收敛量分别为258 mm、117 mm,整体降低了围岩变形量,表明现场使用的巷道围岩加固技术取得较好效果。 展开更多
关键词 孤岛工作面 围岩应力 破碎围岩 补强支护 加固技术
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