检索结果-内蒙古大学图书馆

中国铁道科学 2024年第6期45卷 33-44页

作者：吴波郑卫强徐世祥夏倩刘聪东华理工大学土木与建筑工程学院江西南昌330013 广西大学土木建筑工程学院广西南宁410083 广州城建职业学院建筑工程学院广东广州510925

沿江沿海城市修建地铁时常穿越富水软土地层,在这类地层上进行地铁车站基坑设计与施工,基坑参数的优化选取与工程建设的安全密切相关。依托典型富水软土地铁车站基坑工程,基于随机场理论框架,将非侵入式随机分析、有限差分法和Hermite... 详细信息

沿江沿海城市修建地铁时常穿越富水软土地层,在这类地层上进行地铁车站基坑设计与施工,基坑参数的优化选取与工程建设的安全密切相关。依托典型富水软土地铁车站基坑工程,基于随机场理论框架,将非侵入式随机分析、有限差分法和Hermite多项式响应面代理模型有机耦合,建立非侵入式富水软土基坑有限差分模型,得到富水软土地层深基坑施工变形规律及失效概率。通过非侵入式随机有限差分法计算深基坑开挖变形可靠度,优化基坑设计参数和施工参数。结果表明:3阶PCE在计算精度上与蒙特卡罗法较近,计算效率远优于蒙特卡罗法;第4道钢支撑竖向位置变化对基坑变形影响较大,在原位置基础上适当下移0.5~1.0 m能够明显降低失效概率;地下连续墙刚度对基坑影响较大,刚度从E0增大到1.1E0时地表沉降失效概率下降27.11%;地下连续墙深度超过35 m对基坑变形影响较小,深度设置为35~37 m为宜;基坑降水深度与基坑变形失效概率呈负相关,当降水面在开挖面以下1.5 m时,基坑可靠度显著提升。研究成果可为富水软土基坑设计施工参数选取提供1种新的简便快速可靠的方法。

关键词：地铁车站富水软土基坑变形支护参数随机有限差分法可靠度

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深部坚硬顶板充填工作面支架-围岩耦合作用与支护参数优化

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岩石力学与工程学报 2024年第11期43卷 2753-2765页

作者：李猛王兆会孙文超吴传平孙少龙曹鹏孙成磊中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 厚煤层绿色智能开采教育部工程研究中心北京100083 冀中能源峰峰集团有限公司梧桐庄矿河北邯郸056011 兖矿能源集团股份有限公司山东煤炭科技研究院分公司山东济南250117 兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿新疆昌吉831100

充填开采是减缓采场矿压、岩层运动和地表沉陷程度的有效手段。为指导充填工作面支护参数选择,以古城煤矿1123工作面为工程背景,采用现场实测、室内实验、理论分析研究坚硬顶板厚顶煤充填工作面岩层运动特征,揭示厚顶煤充填工作面支架-... 详细信息

充填开采是减缓采场矿压、岩层运动和地表沉陷程度的有效手段。为指导充填工作面支护参数选择,以古城煤矿1123工作面为工程背景,采用现场实测、室内实验、理论分析研究坚硬顶板厚顶煤充填工作面岩层运动特征,揭示厚顶煤充填工作面支架-围岩耦合作用关系,提出厚顶煤充填工作面支护参数优化方法。结果表明:充填体支撑作用下覆岩采动裂隙最大发育高度位于坚硬顶板下缘,顶板微震事件数量少于底板岩层,最大发育高度30 m。顶板载荷时序曲线以降阻型为主,不存在周期变化特征,表明坚硬顶板呈现连续下沉特征;构建坚硬顶板运动模型,得到“ʅ”形下沉曲线,发现当采空区充实率达到90%,坚硬顶板运动模式由周期断裂转变为连续下沉型;通过单轴和三轴压缩实验,结合CT扫描发现厚顶煤在采空区一侧失去限制后,内部裂隙扩展严重,碎胀系数大,降低了充填效率。提出了厚顶煤充填工作面支架阻力确定方法,从刚度耦合和强度耦合2个方面分析支架-围岩相互作用关系,考虑厚顶煤刚度和强度实现支架参数优化区识别,提出充填工作面支护参数优化原则:将支架阻力曲面划分为高敏感区和低敏感区,提出支架刚度应在高敏感区选择。支架初撑力下限为直接顶及厚顶煤载荷,上限值为厚顶煤残余强度。开展1123工作面支护参数优化工业试验,发现初撑力24 MPa超出支护强度上限,直接导致厚顶煤二次破碎,支架载荷时序曲线全程降阻;初撑力降至10 MPa,载荷时序曲线转变为全程增阻型,控顶区厚顶煤连续下沉,二次破碎和冒顶现象减少,显著提升充填开采效率。

关键词：采矿工程充填开采坚硬顶板下沉曲线支架-围岩关系支护参数

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隧道管棚支护承载特性及支护参数试验研究

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隧道建设（中英文） 2024年第8期44卷 1554-1566页

作者：龚伦郭晓航王立川杨继康孙地爽西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 中铁十八局集团有限公司天津300222 中交第三公路工程局有限公司北京100010

为探究隧道管棚注浆钢管不同支护参数对管棚支护承载能力的影响,引入Pasternak双参数模型构建出更符合实际情况的管棚支护力学模型,通过多组室内试验,对管棚在不同注浆钢管管径、壁厚、注浆饱满度及加设钢筋笼条件下的承载能力进行定量... 详细信息

为探究隧道管棚注浆钢管不同支护参数对管棚支护承载能力的影响,引入Pasternak双参数模型构建出更符合实际情况的管棚支护力学模型,通过多组室内试验,对管棚在不同注浆钢管管径、壁厚、注浆饱满度及加设钢筋笼条件下的承载能力进行定量研究。研究表明:1)管棚注浆钢管支护参数中,对管棚承载能力的影响排序为:管径>注浆饱满度>壁厚>钢筋笼。2)增大管棚注浆钢管管径可大幅提高管棚的承载能力,相比管径为108 mm的管棚,管径为159、219、299 mm时管棚承载能力分别增大183.58%、398.62%、874.86%。3)管棚钢管注浆不饱满会较大程度削弱管棚的承载能力,钢管注浆饱满度由100%降至75%、50%时,管棚承载能力分别降低29.8%、34.5%,注浆饱满度为50%时管棚的承载能力与未注浆时相差不大。4)管棚钢管壁厚和钢筋笼加设与否对管棚的承载能力影响较小。因此,在实际工程中,可通过增大管棚钢管管径提升管棚的承载能力,通过减小管棚钢管壁厚及不加设钢筋笼节约用钢量。

关键词：隧道管棚支护参数承载能力管径壁厚注浆饱满度钢筋笼

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基于指标评价函数的锚喷支护参数对塑性区体积的影响研究

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矿业研究与开发 2024年第10期44卷 73-80页

作者：李福佳刘艳章秦绍兵叶涛张迪于佳兴武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室湖北武汉430081 中钢集团武汉安全环保研究院有限公司湖北武汉430081

为了进一步研究不同的支护方式及支护参数对塑性区体积的影响,以金山店铁矿-410 m水平分段某一进路巷道为研究对象,设计了包含喷砼厚度、锚杆长度、锚杆排距和锚杆间距4个因素,每个因素包含3个水平的正交试验。运用FLAC3D对9个方案进行... 详细信息

为了进一步研究不同的支护方式及支护参数对塑性区体积的影响,以金山店铁矿-410 m水平分段某一进路巷道为研究对象,设计了包含喷砼厚度、锚杆长度、锚杆排距和锚杆间距4个因素,每个因素包含3个水平的正交试验。运用FLAC3D对9个方案进行模拟计算,系统地研究不同方案下围岩塑性区体积的变化情况,再通过极差分析法构建指标评价函数,研究4个指标因素对塑性区体积的综合影响。研究结果表明,4个因素对塑性区体积的影响由大到小依次为喷砼厚度、锚杆长度、锚杆间距和锚杆排距,最优支护组合参数为喷砼厚度150 mm,锚杆长度2.2 m,锚杆排距0.9 m,锚杆间距780 mm。通过在巷道对应位置布置松动圈监测点进行工程监测发现,松动圈测试结果与模拟结果具有一致性,满足工程要求。研究结果在一定程度上为巷道支护参数的选择提供了参考。

关键词：塑性区体积指标评价函数支护参数正交试验数值模拟

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基于预应力场分布的锚杆支护参数设计

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铁道建筑 2024年第7期64卷 111-115页

作者：王耀华豆留盼余涛满军方勇姚志刚西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031 中铁二局第六工程有限公司成都610014

为优化隧道施工预应力锚杆支护参数,通过模型试验与数值模拟相结合的方法研究Ⅳ级围岩条件下锚杆支护参数对预应力场分布的影响。结果表明:预紧力对锚杆预应力场的影响显著,预紧力越大,预应力场分布范围越大,锚杆主动支护作用越好;锚固... 详细信息

为优化隧道施工预应力锚杆支护参数,通过模型试验与数值模拟相结合的方法研究Ⅳ级围岩条件下锚杆支护参数对预应力场分布的影响。结果表明:预紧力对锚杆预应力场的影响显著,预紧力越大,预应力场分布范围越大,锚杆主动支护作用越好;锚固长度过长会减小预应力场分布范围,锚固长度过短则不利于形成连续的压应力区,建议锚固长度取锚杆长度的30%~50%;锚杆间距越小预应力场叠加效应越明显,锚杆间距过小时在锚杆末端会出现拉应力区,建议锚杆间距取锚杆长度的42%。

关键词：隧道预应力锚杆支护参数模型试验数值模拟预应力场预紧力锚固叠加

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基于SOA-RF智能算法的深部巷道支护参数优化研究

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煤炭工程 2024年第9期56卷 41-48页

作者：林中湘张彪柴君锋朱泽斌王龙吴海勇任博涵詹令业中煤地质集团有限公司北京100040 北京大地高科地质勘查有限公司北京100040 中国矿业大学(北京) 北京100083

强开采扰动作用下深部沿空巷道围岩稳定性控制是一项技术难题。为了研究深部沿空巷道在动载荷作用下位移及应力场的演化特征,以高家堡煤矿103工作面为背景建立数值模型。然后,利用FLAC 3D软件分析了动载作用下深部沿空巷道位移及应力场... 详细信息

强开采扰动作用下深部沿空巷道围岩稳定性控制是一项技术难题。为了研究深部沿空巷道在动载荷作用下位移及应力场的演化特征,以高家堡煤矿103工作面为背景建立数值模型。然后,利用FLAC 3D软件分析了动载作用下深部沿空巷道位移及应力场演化特征。最后,通过机器学习的方法,进行了巷道响应参数敏感性分析。结果表明:根据重要性得分,不同动荷载因素作用下巷道围岩对动荷载幅值响应最为明显;不同动载幅值作用下巷道最大变形速率达到17.5 mm/MPa,两帮最大变形速率达到16.1 mm/MPa,塑性发育最大速率达到3552.5 m^(2)/MPa。利用回归分析方法得到了动载荷条件下的经验方程。在此基础上,提出了“让压-支护”协同控制技术,以缓解沿空巷道围岩变形。数值模拟与现场监测结果验证了协同控制技术的可行性。

关键词：深部开采沿空掘巷 SOA-RF智能算法动载作用支护参数

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小孔径预应力锚索合理支护参数研究

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公路 2023年第9期68卷 443-451页

作者：陈伟祥张立鑫陈丽俊钟道川王传武柴建斌甘肃长达路业有限责任公司兰州市730030 长安大学西安市710064

为探讨软岩隧道小孔径预应力锚索合理支护参数,以甘肃渭源至武都高速公路木寨岭隧道为依托,在对不同围岩条件进行分类的基础上,通过现场试验研究了小孔径预应力锚索的变形控制效果,并结合现场试验与数值模拟分析结果,建议了不同围岩条... 详细信息

为探讨软岩隧道小孔径预应力锚索合理支护参数,以甘肃渭源至武都高速公路木寨岭隧道为依托,在对不同围岩条件进行分类的基础上,通过现场试验研究了小孔径预应力锚索的变形控制效果,并结合现场试验与数值模拟分析结果,建议了不同围岩条件下小孔径预应力锚索的合理支护参数。结果表明:木寨岭隧道围岩可分为以炭质千枚岩为主、以炭质千枚岩和砂质板岩互层为主和以砂质板岩为主3种情况;围岩以炭质千枚岩为主时,隧道变形最大;以炭质千枚岩与砂质板岩互层为主时,隧道变形次之;以砂质板岩为主时,隧道变形最小;现有预应力锚索支护方案适用于以炭质千枚岩和砂质板岩互层为主的围岩,支护参数可维持不变;围岩以炭质千枚岩为主时,锚索锚固效果往往难以达到设计要求,建议采用5 m+12 m长短锚索组合,环向间距取0.8 m,排距取0.6 m,预紧力不宜超过200 kN;围岩以砂质板岩为主时,现有支护方案偏于保守,建议锚索长度全部采用5 m,环向间距取1.2~1.6 m,排距取0.8 m,预紧力可施加至300 kN以上。成果可为类似地层隧道小孔径预应力锚索支护参数选取提供参考。

关键词：隧道工程软岩隧道锚索支护小孔径预应力锚索现场试验支护参数

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基于能量计算的冲击地压巷道支护参数确定方法研究

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煤炭工程 2023年第12期55卷 15-21页

作者：付玉凯中煤科工开采研究院有限公司北京100013 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013

为实现冲击地压巷道支护参数的定量化确定,提出了基于能量计算的冲击地压巷道支护参数确定方法,主要包括巷道冲击危险性评估、震源参数、巷道围岩最大冲击动能和支护结构吸能量确定。利用理论计算、数值模拟及实验室测试等方法确定出了... 详细信息

为实现冲击地压巷道支护参数的定量化确定,提出了基于能量计算的冲击地压巷道支护参数确定方法,主要包括巷道冲击危险性评估、震源参数、巷道围岩最大冲击动能和支护结构吸能量确定。利用理论计算、数值模拟及实验室测试等方法确定出了耿村矿13230工作面上巷的单位面积释放的冲击动能和位移势能之和为78.53 kJ/m^(2),基于能量计算方法确定了13230工作面上巷的支护参数,三级支护系统吸能量为82.66 kJ/m^(2),并在井下进行了工业性试验,试验结果表明:锚杆(索)初始受力较低,随着围岩变形的增加,锚杆(索)受力逐步增加,然后保持稳定。在大能量冲击事件作用下,锚杆支护结构受力出现了一定的波动,但巷道变形量不大,三级支护系统有效控制了巷道在高能量事件下的变形破坏,有效耗散了冲击动能。

关键词：深部巷道锚杆支护冲击地压能量计算支护参数

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大采高工作面回风巷道支护参数优化研究

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中国安全科学学报 2022年第S02期32卷 166-171页

作者：范东林王巍国家能源集团神东煤炭集团陕西榆林719315

为减少大采高回采巷道支护成本,提高掘进效率,以补连塔煤矿12511大采高工作面回风巷道为对象,通过对比不同支护方案巷道围岩的稳定性,研究巷道支护参数的可优化性。针对现有支护方案,开展理论分析、现场实测进行巷道围岩稳定性分析;针... 详细信息

为减少大采高回采巷道支护成本,提高掘进效率,以补连塔煤矿12511大采高工作面回风巷道为对象,通过对比不同支护方案巷道围岩的稳定性,研究巷道支护参数的可优化性。针对现有支护方案,开展理论分析、现场实测进行巷道围岩稳定性分析;针对参数优化后支护方案,采用数值模拟分析巷道围岩的稳定性。结果表明:现有支护条件满足安全生产要求,采动影响下巷道围岩未发生明显破坏,支护强度偏大;通过改变锚杆、锚索的直径、数量和排距,优化支护参数;优化后方案相较于现有支护方案,正帮、副帮和顶板的变形量仅分别增加10%、6%和16%,满足巷道支护要求;方案优化后支护成本降低47.3%,提高巷道掘进效率,改善矿井接续紧张局面。

关键词：大采高工作面回风巷道支护参数锚杆围岩数值模拟

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深部软岩巷道围岩变形稳定性评价及合理支护参数选择

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厦门理工学院学报 2025年第1期33卷 77-84页

作者：吴德义范坤安徽建筑大学土木工程学院安徽合肥230601 建筑健康检测与灾害预防技术国家地方联合工程实验室安徽合肥230601

为保障深部软岩巷道围岩的安全、稳定,基于典型工程实例,以巷道开挖后围岩表面变形呈现二次蠕变快慢和二次蠕变速度衰减系数为评价指标,开展深部软岩巷道围岩变形稳定性评价及合理支护参数选择。研究表明:巷道围岩表面变形的一次蠕变作... 详细信息

为保障深部软岩巷道围岩的安全、稳定,基于典型工程实例,以巷道开挖后围岩表面变形呈现二次蠕变快慢和二次蠕变速度衰减系数为评价指标,开展深部软岩巷道围岩变形稳定性评价及合理支护参数选择。研究表明:巷道围岩表面变形的一次蠕变作用时间为15~30 d,其二次蠕变系数与一次蠕变作用时间和围岩变形稳定性密切相关。极稳定状态围岩仅产生一次蠕变;稳定状态、基本稳定状态及不稳定状态下围岩的二次衰减系数分别为≥0.05、0.04~0.05、<0.04,极不稳定状态巷道开挖后仅在5~15 d内围岩变形即进入加速变形阶段;处于破坏碎胀变形阶段围岩的二次蠕变时点为≤30 d;需在一次蠕变结束后立即进行二次支护(二次支护时间T=20~25 d)。锚杆(索)支护选择应依据松动圈厚度R确定,R>2.5 m部位,锚索长度取L=R+(0.5~1.0 m);R<2.5 m部位,锚杆长度取L=R+(0.3~0.5 m)。

关键词：深部软岩巷道围岩蠕变围岩失稳巷道表面变形支护参数二次支护松动圈

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