岩柱
- 隧道大角度下穿既有隐伏溶洞最小顶板厚度的确定及工程问题分析
较大结构面控制的岩柱塌陷进行研究。1 溶洞与隧道相互影响系统的简化模型在岩溶段隧道工程中，隧道围岩的稳定性受到溶洞位置、大小等因素的影响[9]，因此对围岩稳定性进行研究时，通常将隧道受溶洞的影响因素进行合理的简化，形成简单易算的力学模型。宋战平等[10]假设溶洞在隧道上方是一个球形溶洞，且溶洞直径尺寸小于2 倍隧道尺寸时，其简化模型如图1 所示。图1 隧道简化模型2 大跨度溶洞时隧道施工中的几个问题分析2.1 溶洞与隧道间岩柱垮塌机理分析当隧道施工没有进入
石油化工建设 2023年7期2023-12-02
- 隧道穿越突出煤层预留安全岩柱失稳分析方法
留一定厚度的安全岩柱抵御瓦斯压力。因此,为避免预留岩柱无法承受瓦斯突出压力而发生失稳破坏,合理预留隧道安全岩柱厚度是实施揭煤防突技术、降低施工事故风险的关键。长期以来,隧道穿越突出煤层岩柱安全厚度的确定以工程经验为主、数值分析为辅,缺乏理论基础支撑[1]。突变理论由法国巴黎高级科学院R.Thom教授于1972年提出,是非线性理论的一个分支,着重研究系统随控制参数变化而改变的特性[2-3]。穿煤瓦斯隧道预留安全岩柱稳定性受多种因素综合影响,是一个具有复杂破坏
长江科学院院报 2023年8期2023-08-29
- 近距离煤层下部工作面采动应力-裂隙演化规律研究
增长，两工作面间岩柱应力开始产生应力集中。推进160～180 m 时，两工作面间岩柱应力逐渐增长，采空区中部覆岩垮落压实应力逐渐增长。图2 下部工作面推进过程应力云图下部工作面推进200 m 时，两工作面间岩柱受两工作面采空区影响逐渐变窄，应力集中程度达到最大。推进220 m 时，两工作面间岩柱难以承受高应力集中发生破坏，之后两工作面覆岩发生整体垮落，上部工作面开切眼侧垮落带压实后应力得以迅速恢复。推进240 m 时，下部工作面位于上部工作面减压区下方，工
山东煤炭科技 2023年6期2023-07-26
- 浅埋大断面分岔隧道中夹岩柱稳定性数值模拟研究
两隧道之间的中夹岩柱厚度较薄，在上部荷载的作用下容易产生屈服和破坏，是大断面分叉隧道设计和施工的重点和难点，因此有必要做进一步研究。唐陶文等[5]基于分岔隧道小净距段平衡拱的2 种极限情况，结合普氏理论推导分岔隧道中夹岩柱的围岩压力表达式。贺鹏等[6]以裂隙扩展破碎区贯通与否作为中夹岩柱稳定性的评定依据，分别针对无锚、有锚支护条件下的围岩稳定性状况及变形特征进行了对比分析。吴德兴等[7]认为中夹岩柱受力状态控制的关键位置为先行洞的外侧拱脚区域及后行洞开挖期
重庆建筑 2023年1期2023-02-24
- 浅埋偏压小净距隧道CD法施工合理净距
工互相影响，中夹岩柱易出现塑性区贯穿的现象，因此首先需确保小净距隧道中夹岩柱的稳定性，才能够进一步地确保隧道在施工过程中的整体安全性[3]。目前关于浅埋偏压小净距隧道的相关研究主要涉及施工方法、支护设计、围岩稳定性、合理的错距与净距等。侯福金[4]等依托实际工程，采用数值模拟、分析实测数据对半步CD法、CD法与双侧壁导洞法等三种施工工法进行适用性比选；邵珠山[5]等为避免地铁工程左、右线扰动过大，模拟不同开挖方案并对结果进行分析，确定了合理的掌子面错开距离
广东公路交通 2022年6期2023-01-16
- “东方之珠”的地质奇观
贡区，有许多天然岩柱。提起香港，很多人首先想到的是繁华拥挤的商业街、鳞次栉比的摩天大楼和灯火璀璨的海港夜景；其实，在这颗美丽的“东方之珠”上，还分布着许多令人惊叹的自然奇观。亿万年来的地质作用在香港创造了火山地貌、沉积地貌、海岸侵蚀地貌等千奇百怪的地质景观，这一切都要从史前那场火山大爆发说起。超级火山地质学家通过研究香港的地层发现，这里经过复杂的海陆变迁：早在4亿年前，就开始有陆地形成；大约2亿年前，又变为一片汪洋；之后，历经多次火山喷发、三角洲沉积等各种
奥秘 2022年11期2022-12-06
- 浅埋小净距隧道中夹岩柱稳定性及加固方案研究
对小净距隧道中夹岩柱稳定性及加固方案进行研究。在理论计算方面，晏莉等[5]参照煤矿开采条带中煤柱安全系数计算方法对双孔隧道中间岩柱稳定安全系数计算方法进行改进。李术才等[6]建立中岩墙承载模型，通过理论分析给出小净距隧道中墙稳定性判据，进而得到中墙合理厚度。夏梦然[7]通过理论推导研究了浅埋超小净距隧道中夹岩柱失稳机理，计算得到中夹岩柱上覆压力，结合土体极限应力公式分析了中夹岩柱失稳破坏特征。李享松等[8]基于普氏平衡拱理论，建立中夹岩力学分析模型，推导得
长江科学院院报 2022年11期2022-12-02
- 富水岩溶隧道掌子面安全岩柱厚度研究
施工时掌子面安全岩柱厚度至关重要。针对隧道安全岩柱厚度的研究，中外学者开展了大量的定性和半定量研究[12-14]。房忠栋等[15]针对深埋隧道掌子面前方承压溶洞突水问题，开展了深埋隧道前方承压溶洞隔水岩体最小安全厚度研究，提出了隔水岩体最小安全厚度确定方法。李术才等[16]从断裂力学角度分析了在钻爆施工条件下爆炸应力波对含水裂纹岩体扩展的影响，进而开展了钻爆施工条件下岩溶隧道掌子面突水机制及最小安全厚度研究，得出了岩体含水裂纹压剪扩展破坏突水存在滞后效应。
科学技术与工程 2022年24期2022-09-29
- 基于Hoek-Brown弹塑性损伤模型的小净距隧道施工优化
布置形式。其中夹岩柱厚度小于常规的双线隧道，导致双洞施工相互影响、围岩变形及稳定性等问题更加复杂，超出了一般隧道的施工安全要求，因此，需要对小净距隧道的纵向变形曲线、开挖进尺、中夹岩柱加固方案等问题进行研究。国内外学者对于小净距隧道已经开展了相关的研究。现场监测方面：孙学峰[1]通过回归分析，采用指数函数、对数函数和双曲函数拟合监测数据，分析隧道拱顶与净空的收敛趋势，得到最优拟合函数。夏才初等[2]分析了隧道开挖过程中的地表沉降量等指标的变化规律，并基于监
广西大学学报（自然科学版） 2022年4期2022-09-19
- 基于离散元的充填散体与岩柱相互作用规律数值模拟研究
到稳定状态。研究岩柱与充填体之间的相互作用,揭示其影响因素,对评价围岩稳定状态,预测上覆岩层沉降具有重要意义。由于岩柱轴向受压发生扩容,充填体受到岩柱的挤压,会给岩柱被动的支撑力,阻止其进一步变形。国外学者通过现场试验和数值模拟等手段,发现充填体与围岩矿柱相互作用使矿柱强度提高[4-8]。Falaknaz等[9]和Li等[10]发现充填体与围岩相互作用影响着充填体内部的应力分布。Brady等[11]认为充填体对围岩发挥支护作用的3种形式包括对卸载岩块的滑移
金属矿山 2022年8期2022-09-02
- “东方之珠”的地质奇观
的地质遗迹以火山岩柱状节理为主，包括粮船湾、瓮缸群岛、果洲群岛和桥咀洲4个景区；新界东北沉积岩园区则以沉积地貌为主，包括东平洲、印洲塘、赤门和赤洲-黄竹角咀景区。在香港的西贡区，有许多天然岩柱，覆盖面积达100平方千米。这些岩柱呈规则的六棱状，平均直径1.2米，有的超过3米，高度通常在40～50米，最高者超过百米，有些近于垂直，有些遭到褶曲的影响而变成了“S”形。其中，最壮观的六方岩柱位于万宜水库附近。为了便于游客观赏，当地专门建设了一条1400米长的地质
百科知识 2022年13期2022-07-22
- 偏压隧道合理净距及中夹岩柱稳定性分析
压小净距隧道中夹岩柱的研究涉及围岩参数的选取、中夹岩柱支护结构设计及围岩稳定性分析等。在确定隧道围岩力学参数方面，李耘宇等[5]考虑小净距隧道先后行洞开挖之间的相互影响效应，推导得到浅埋小净距隧道锚围岩压力计算公式；在小净距隧道中夹岩柱加固方面，刘芸等[6]结合具体工程，采用二维有限元计算方法提出了不同工程条件下中夹岩柱的加固方式；在偏压小净距隧道稳定性的数值计算研究方面，岳旭光[7]通过MIDAS/GTS软件分析了不同的隧道间距对既有隧道衬砌振速、位移、
铁道建筑技术 2022年5期2022-06-02
- 赤水河特大桥锚碇隧洞开挖爆破振动效应特征分析
等手段，研究中隔岩柱爆破振动累积效应、应力分布特征[2]，其丰富的锚碇开挖爆破经验与理论研究成果，促进锚碇隧洞及其公路铁路隧洞开挖爆破技术的提高。锚碇隧道开挖存在主要3大问题：①陡坡锚碇隧洞或公路隧道洞口短距离爆破开挖，洞口危石和卸载裂缝或顺坡裂缝因爆破振动激励加强振动而最易被破损而失稳或垮塌甚至滑坡。②无论锚碇位于公路路基上或下，锚碇隧洞、公路隧道均为小净距相邻，四隧洞爆破开挖振动而中隔岩柱呈现脆性破坏或塑性流变而被损伤，使竖向或水平相邻隧洞围岩失稳，增
工程爆破 2022年6期2022-02-23
- 开切眼掏矸助采过断层技术
石提前掘出，留下岩柱支撑顶板，岩柱要基本完全压塑，而且具有一定承载力，保证采煤机在预设推采层位上能够正常安全推采，如图3所示。②不规则切眼法。如图4所示，根据揭露的F7断层产状特征，沿断层影响边界外的煤层内布置，且横穿断层区域的切眼轴向方向预断层走向斜交，此区域断层落差小于3.0 m。方案1(预掘巷道法)是一种过断层新方法，近些年才提出，在一些矿也有一定的应用，这种方法有几个显著优点：在过断层层位上设置若干预掘巷道，通过巷道掘进提前处理或部分处理断层面附近
能源与环保 2021年9期2021-09-23
- 特厚煤层上覆煤岩柱下措施巷防冲技术研究
技术条件，在遗留岩柱影响区外布置专用措施巷，并从巷道内向岩柱影响区的煤岩体实施顶板深孔爆破、煤体爆破和大直径钻孔的方式，能够有效的降低煤体中的静载应力水平和顶板运动烈度，以期为条件类似工作面的冲击地压防治提供参考。1 工程概况海石湾煤矿为冲击地压和煤与CO2突出矿井。6224-1工作面位于海石湾煤矿二采区，工作面走向长度337m，倾向宽度185.5m，开采深度740～890m。工作面开采煤二层，煤层厚度约41.5m，倾角约7°，采用倾斜分层、走向长壁后退式
煤炭工程 2021年9期2021-09-17
- 小净距隧道围岩稳定性的影响因素
开挖容易造成中隔岩柱变形，不利于隧道施工的稳定性，导致科研人员无法单独研究某一洞室的力学特征和变形规律。中国常用的双洞小净距隧道施工方法主要有单侧壁导坑法、双侧壁导坑法和超前导洞预留光爆层法等，施工过程中，关键是要保证隧道的中隔岩柱有足够的强度和稳定性[3-5]，能够维持两个隧道围岩、衬砌承载体系的独立性和完整性。迄今为止，出现了许多小净距隧道施工成功案例，但与之相匹配的理论研究严重落后。Lo等[6]对多隧道之间开挖相互影响的现场监测试验研究了多洞隧道在施
土木与环境工程学报 2021年5期2021-09-06
- 偏压小间距隧道施工力学行为及围岩破坏规律
表沉降变化、中间岩柱受力、围岩塑性流动及变形都比较复杂，其稳定性更加难以控制[2-3]。因此，深度了解施工力学行为及围岩破坏规律仍然是偏压小间距隧道研究中的重点课题之一。国内外研究学者通过不同的理论研究及数值模拟方法对小间距隧道进行了大量研究[4-8]。李伟平等[9]利用数值方法，分析了不同开挖顺序和不同施工法对围岩变形、地表沉降变化及围岩塑性区域分布的影响。张振宇等[10-11]考虑了偏压角度、隧道埋深等因素，推导了偏压小间距隧道围岩计算方法，对围岩薄弱
长江科学院院报 2021年9期2021-09-06
- 基于压力拱理论的双洞隧道最小净距弹塑性分析
，将双洞隧道中间岩柱划分成塑性区和中间核区，利用普氏压力拱理论的相关原理，对双洞隧道中间岩柱体应力分布进行合理化简，从而确定出双洞隧道最小净距的计算公式。1 双洞隧道压力拱理论1.1 双洞隧道压力拱的形式压力拱的形成分以下两种极限状况[1]。隧道开挖方式，中间岩柱体加固措施合理的情况下，会提高加固后的中间岩柱体承载能力，有效防止岩柱体上方土体的下沉，缩小了压力拱的影响范围，在该状态下，双洞隧道只能出现单侧洞压力拱，且左右隧道的压力拱影响范围互不干扰。隧道开
居业 2021年7期2021-08-11
- 裂隙网络对岩体试件单轴压缩力学特性影响研究
言地下工程中，岩柱或煤柱作为主要支承结构在地下煤矿开采和金属矿床开采等工程中广泛存在。无论是长期永久使用还是短期临时使用，岩柱或煤柱都要有足够的稳定性，否则岩柱发生破坏可能会造成十分严重的后果[1-2]。地下空间开挖打破原有应力平衡状态，将原有三向受力状态转为二向甚至单向受力状态，应力转移到相邻支承结构，导致地下空间结构中局部地方出现应力集中、大变形、甚至垮塌现象，围岩结构稳定性显著降低[3-4]。因此，岩柱强度问题直接关系到岩柱稳定性，关系到地下空间工
煤炭科学技术 2021年7期2021-08-06
- 近直立特厚煤层冲击危险源辨识及控制研究
分段开采两侧采空岩柱的外伸梁力学模型，提出了“撬杆效应”；杜涛涛等[13]揭示了应力异常和“诱冲关键层”是近直立特厚煤层的冲击地压主要致灾因素；曹民远等[1]确定了近直立煤层冲击危险评价指标，并对评价指标进行分级；孙秉成等[14]采取顶板深孔预裂爆破、煤体注水与煤体卸压爆破方法进行近直立特厚煤层冲击地压防治，实践表明有效降低了煤体的应力集中和冲击危险性。近直立特厚煤层由于赋存条件特殊，且近些年才开始出现冲击地压灾害，因此研究仍相对较少，尚有很多需要深入研究
煤炭科学技术 2021年6期2021-07-06
- 小净距隧道中夹岩柱应力、应变特性及合理净距数值模拟分析
净距下该隧道中夹岩柱应力、应变特性，探讨小净距隧道加固处理前后合理设计净距。1 小净距隧道数值模型的建立1.1 工程概况隧道位于宣恩县郭间沟，为宜都至来凤高速公路中的一座小净距隧道。左幅长422 m，浅埋偏压段长71 m 左右，最大埋深约100.3 m，最小埋深约5.5 m，围岩所占比例：V级围岩约占18.0%，IV级围岩约占42.7%，III级围岩约占39.3%；右幅长425 m，浅埋偏压段长69 m左右，最大埋深98.5 m，最小埋深约7.0 m，围岩
交通科技 2021年2期2021-04-29
- 公路隧道石门揭煤安全岩柱的数值模拟研究
理论模型，分析了岩柱的几何尺寸、力学参数对其稳定性的影响。谢衔光等[5]运用岩土理论并结合施工实践进一步研究，提出了防突安全岩盘最小厚度的简便计算办法。胡家玲[6]分析了公路隧道揭穿煤层、穿越采空区和过遗留煤柱 3 种不同情况下应力、位移演化规律及塑性区分布特征，得出了隧道揭穿煤层拱顶沉降量>过遗留煤柱拱顶沉降量>穿越采空区拱顶沉降量等。龚兵文等[7-9]结合工程案例，采用理论分析、数值模确定了大断面揭煤的安全距离。谢先当[10]对玉京山隧道C5煤层的揭煤
能源与环保 2021年3期2021-04-08
- 侧限条件下充填散体与岩柱相互作用机理
进行胶结充填体-岩柱组合结构侧限压缩实验，得到随着充填体强度的增大，岩柱的峰值强度、残余强度和破坏时的轴向应变均增大.通过数值方法，Tesarik等[15]发现充填体对破坏后的矿柱同样具有约束作用，充填体内部应力状态是其与围岩相互作用的结果；Falaknaz等[16]和Li等[17]发现充填体与围岩的相互作用会对充填体内的应力分布产生影响.胶结充填以及高浓度充填代表着充填采矿技术的发展方向，但是在上向充填采矿中，水砂充填和干式充填占有相当的比重[18]，有
东北大学学报（自然科学版） 2021年1期2021-01-15
- 深部软岩小角度斜交巷道综合控制技术及其应用
斜交巷道存在中间岩柱情况的稳定性控制鲜有深入探讨。由于巷道设计条件不同,相交部位的应力集中程度必然有所差异,这将导致不同交汇方式所需采取的加强范围有所不同。现有研究表明[11],相交部位角度过小不利于巷道结构稳定,岩柱变形有向尖顶端偏移的趋势。针对小角度斜交巷道开挖稳定性及支护问题,依托潘四东矿地质环境复杂的1203下顺槽联络巷与主运大巷斜交工程,通过分析巷道施工引起的中间岩柱变形机理,提出两种针对性的掘进支护方案,基于不同工况的数值仿真分析,研究了不同加
科学技术与工程 2020年32期2020-12-15
- 非对称小净距隧道施工顺序及施工方法研究
，先行洞对于中间岩柱和地层沉降的影响都弱于后行洞，通过转换隧道施工方法、加强支护方式、可以保证隧道的施工的安全[2]。非对称小净距隧道断面不对称的几何结构，导致隧道处于偏压状态，其围岩应力相互作用更加复杂，因此针对非对称小净距隧道施工顺序、施工工法展开研究对提高施工效率和保证施工安全具有重要的意义。我国学者针对非对称小净距隧道主要通过理论分析、数值模拟等手段结合现场施工经验展开研究。张志强，黄朱林，韩飞[3]对软弱围岩地段的隧道开挖顺序和中间岩柱展研究得到
科学技术创新 2020年26期2020-09-04
- 公路小净距隧道纵向空间效应分析
2-2断面为中夹岩柱中心断面，3-3断面为后行洞拱顶中心断面。图4为工况四洞室沉降位移变化曲线。先行洞拱顶沉降变化曲线经历了快速上升、平缓上升、急速上升、稳定收敛四个阶段，稳定收敛位置在其掌子面前方10 m处。后行洞拱顶沉降位移变化曲线经历了急剧上升、缓慢上升、稳定收敛三个阶段，稳定收敛位置也在其掌子面前方10 m处。这表明隧道停止开挖后，拱顶沉降在其掌子面前方10 m处趋于稳定。中夹岩柱沉降变化曲线经历了平缓上升、稳定收敛两个阶段，经过先行洞掌子面后趋于
铁道勘察 2020年4期2020-08-06
- 3洞小净距隧道围岩压力计算方法
岩压力,然后考虑岩柱的宽度、围岩条件和安全系数等因素将围岩压力放大［1］。3 洞小净距隧道实际施工中,后开挖隧道严重影响了先开挖隧道的围岩压力分布,同时围岩压力也受施工顺序、支护方式的影响,因此普通分离式隧道围岩压力计算方法不能直接应用于3洞小净距隧道。当前,对于小净距隧道围岩压力计算理论的研究有：陈鹏等运用Schwarz 交替法将1 个多连通域问题转化为一系列的单连通域问题,再利用复变函数法对各个单连通域问题分别进行求解,得到了浅埋3 洞小净距隧道位移场
中国铁道科学 2020年3期2020-06-10
- 横琴隧道主洞与匝道施工相互影响研究*
基础上提出了隧道岩柱加固的基本原则和净距范围；王康等从应力集中度的角度对隧道的围岩力学特征进行分析,在考虑施工过程中先行洞和后行洞相互影响的前提下,进行了浅埋和深埋情况下超大断面小净距隧道围岩压力计算方法和公式推导；高璋生采用数值模拟及理论计算方法,对大断面小净距隧道拱顶位移、地表沉降、中间岩柱位移及围岩稳定性进行了对比分析；丁改改等针对西安地铁一号线非等大断面小净距隧道进行数值模拟,对不同施工方案进行了比选；罗玉虎等通过数值模拟,采用不同施工方案及步骤对
公路与汽运 2020年2期2020-06-05
- 软岩偏压隧道中夹岩施工扰动效应及控制技术研究
，小净距隧道中夹岩柱厚度较小，在隧道施工过程中多次受到扰动容易发生塑性破坏，为了保证中夹岩稳定性，应采取相应的加固措施对其进行加固处理。确定合理的中夹岩加固范围参数是软弱围岩偏压小净距隧道设计和施工过程中需重点关注的问题，不仅是保证中夹岩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举措。目前许多学者对偏压小净距隧道中夹岩柱扰动效应及加固保护措施进行了相关研究。何川等、许书生等、王更峰等、唐陶文等、刘芸等、万民科采用二维弹塑性数值计算方法，依托实
中外公路 2020年2期2020-06-05
- 超小净距隧道结构设计与施工稳定性分析
锚杆注浆加固中夹岩柱并加强一次衬砌和微震预裂爆破技术的分步挖掘施工方案;利用有限元数值模拟超小净距隧道支护施工过程，得到其各个施工步序下围岩及支护结构应力、应变状态，分析其稳定性，优化并验证设计参数，有效指导设计与施工。超小净距隧道;结构设计;中夹岩柱;数值模拟;稳定性分析0 引言随着城市地下空间的开发利用，建设地下互通式隧道成为道路互联互通，提高通行效率的有效手段之一。然而，匝道隧道逐渐与主线隧道分离，隧道由特大断面过渡为两个一般断面隧道，面临超小净距隧
西部交通科技 2019年11期2019-09-10
- 基于ANSYS的长距离小净距重叠盾构隧道施工模拟研究
围岩稳定性受中夹岩柱稳定的影响较大，选择合理的净距，可以有效的加固中夹岩柱保证其稳定性。因为影响小净距隧道合理净距的因素较多，通过数值计算法可以将围岩的应力、变形、塑性区分布等情况精确的计算出来，通过有限元模拟和强度折减原理二者的有效结合，并根据不同净距中安全系数的突变，从而科学的确定小净距隧道的合理净距。1 有限元计算方法1.1弹塑性破坏准则。文章按照弹塑性材料考虑并模拟中岩体，利用岩土工程中经常使用的D—P屈服准则，将库仑准则在角点处导数不联系的问题进
新商务周刊 2018年3期2018-12-08
- 破碎地层交叉隧道开挖稳定性研究与控制
的施工步序对中间岩柱稳定性的影响，得出了合理的施工步序。文献［7］利用有限差分法分析了极小净距交叉隧道施工采用注浆加固措施的可行性，并得出最优支护方案。可见，针对交叠隧道或平行隧道的加固措施研究较多，但对交叉隧道存在中间岩柱的支护措施研究不多。本文以地质环境复杂的青岛地铁3号线出入场线交叉隧道为工程背景，分析隧道开挖过程中的中间岩柱破坏机理，提出了3种支护方案，并对比各方案的加固效果，为工程安全、高效、优质施工提供理论指导。1 交叉隧道破坏机理1.1 隧道
城市轨道交通研究 2018年3期2018-04-27
- 谦比希铜矿大型维修硐支护方案*
ENIAWSKI岩柱强度理论对其设计的硐室尺寸进行稳定性校核［13］，并采用普氏压力拱理论对其冒落拱高度进行预测，为硐室的支护设计提供理论依据。3.1 BIENIAWSKI强度校核如图2所示为设计的维修硐室群分布情况，图中①～⑩为主要硐室，包括有工具储放室、材料仓库、铲运机维修车位和凿岩台维修车位等，硐室长度为35m，断面形状为矩形，断面尺寸如表3所示。各个硐室之间留有岩柱，相当于房柱法中的矿柱，且相邻两硐室之间的距离为12m。图2 800ML中段维修硐室
铜业工程 2018年1期2018-03-22
- 净距变化时的大偏压隧道施工力学特性研究
支护，没有对中间岩柱进行加固，拟定净距为 4，6，8，10，12，14，16，18，20 m这9种情况，其中，偏压角度固定为45°，隧道拱肩覆土厚度固定为8 m，围岩参数如表1所示。图1 围岩平面分析影响范围(单位： m)图2 围岩平面计算模型表1 围岩材料模型参数围岩级别重度/(kN·m-3)变形模量/GPa泊松比内摩擦角/(°)黏聚力/MPaⅣ222 40 33300 32 围岩塑性区净距变化时，隧道塑性区形状如图3所示。4 m6 m8 m10 m12
湖南交通科技 2017年4期2018-01-23
- 基于数值模拟的房柱式采空区关键层-岩柱系统破坏机理分析
式采空区关键层-岩柱系统破坏机理分析管永伟，魏义强，杨振江，李志军，武 军(山西省交通科学研究院，山西 太原 030006)为了提高浅埋房柱式采空区稳定性评价的精度和可靠性，本文以吕梁某高速公路桥梁下伏采空区为研究区，建立采空区二维模型，运用有限元数值模拟的方法，研究关键层厚度对关键层-岩柱系统应力场的影响。研究发现关键层-岩柱系统发生了应力重分布，应力集中主要位于岩柱的帮角、关键层跨中表面及岩柱正上方关键层上表面。随关键层厚度减小，岩柱应力呈先增后减趋势
中国地质灾害与防治学报 2017年4期2018-01-09
- 非对称结构偏压小净距隧道施工工法数值分析
下洞周位移、中间岩柱水平位移和应力、地表位移及初衬轴力的变化。小净距；非对称结构；偏压隧道；数值模拟；中间岩柱1 有限元模型的建立本文研究的隧道为某在建小净距隧道，围岩级别分布为Ⅲ～Ⅴ级，以Ⅴ级为主。隧道左洞为三车道，最大开挖宽度17.7 m，最大开挖高度11.65 m；右洞为两车道，最大开挖宽度13.2 m，最大开挖高度10.55 m。隧道埋深20 m，偏压角度30°。为减小边界效应的影响，模型上边界至地表自由面，左右边界距开挖面距离约4～5倍隧道跨度，
黑龙江交通科技 2017年3期2017-05-13
- 分岔隧道中夹岩柱围岩应力及最小厚度研究
)分岔隧道中夹岩柱围岩应力及最小厚度研究唐陶文1，傅鹤林2，张加兵2，孙明国2(1.中铁五局沪昆高铁云南段建设指挥部，云南 曲靖 655000；2.中南大学 土木工程学院，湖南 长沙 410075)为揭示分岔隧道中夹岩柱围岩压力及最小厚度，基于分岔隧道小净距段平衡拱的2种极限情况，结合普氏理论，推导分岔隧道中夹岩柱的围岩压力表达式；并针对壁板坡分岔隧道小净距段，运用FLAC3D对不同厚度的中夹岩柱进行数值模拟。研究结果表明：当中夹岩柱仅采取普通锚喷支护时
铁道科学与工程学报 2016年8期2016-09-16
- 关于小净距隧道施工技术的运用分析
开挖、爆破减震、岩柱加固注浆、预应力对拉锚杆设置等方面，阐述了小净距隧道的主要施工方法，旨在提高小净距隧道的施工质量，促进小净距隧道在交通工程中的发展应用。关键词：小净距隧道，洞身开挖，岩柱，对拉锚杆小净距隧道一般是指在进行隧道规划时，由于受到地形限制，导致相邻隧道的最小净距无法达到设计规范的基本要求。这样的隧道工程具有较高的施工难度，不论是工程造价还是施工周期，都会比普通的隧道工程要高。因此，对小净距隧道施工技术进行研究，可以提升小净距隧道的施工质量，促
山西建筑 2016年9期2016-07-19
- 复杂条件下孤岛周围巷道支护技术研究
交叉围成的独立的岩柱结构。孤岛作为一种结构复杂的特殊地段，其支护难度很大。孤岛岩柱易压溃破碎，周围有多个易变形的交叉点，周围巷道相对于普通巷道更易变形，这些都给孤岛的支护带来了极大地难题，特别是在孤岛地段有采动影响时，变形更加严重。由于孤岛结构特殊，各部位变形相互影响，有必要将孤岛作为一个整体来进行研究。目前，国内外很少有关于孤岛地段整体上的支护技术的研究，但随着锚网索与注浆加固等联合支护方式的研究逐渐深入和深部支护技术的不断发展［1－4］，巷道支护加固技
安徽建筑大学学报 2015年4期2015-12-24
- 急倾斜特厚煤层冲击地压防治技术实践研究
～110m的厚层岩柱，顶板也是厚层岩层，煤岩自身冲击倾向性、埋深及顶底板岩层结构是冲击地压发生的必要条件［1－2］。(2)开采技术因素 +500m水平为回采水平，+475m水平为掘进水平，因矿井单翼布置工作面，不可避免出现采掘相向的影响;水平分段高度为25m，煤层倾角88°，属于近直立的急倾斜煤层，类似开采条件的矿井发生过严重冲击地压案例［3－4］。矿井采掘期间主要在切眼煤柱、废弃矿井煤岩柱、老矿井仓储式开采遗留煤柱、停采线煤柱区域矿压显现强烈，前期缺少有
采矿与岩层控制工程学报 2015年4期2015-08-31
- 急倾斜特厚煤层层间岩柱动力学失稳诱灾倾向预测*
倾斜特厚煤层层间岩柱动力学失稳诱灾倾向预测*来兴平1，2，刘彪1，2，陈建强3，张新战3，孙秉成3，王建3(1.西安科技大学能源学院，陕西西安710054;2.教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室，陕西西安710054; 3.神华新疆能源有限责任公司，新疆乌鲁木齐830027)∶乌鲁木齐矿区乌东煤矿开采条件复杂，急倾斜煤层群间赋存均厚60m倾斜岩柱，近年来已发生十余次动力灾害。针对急倾斜岩柱动力学失稳诱灾倾向预报，采用开采条件调查、理论分析和现场监测等方
西安科技大学学报 2015年3期2015-08-02
- 相邻平行巷道围岩应力数值分析
影响带相互叠加，岩柱将会承受比较大的应力，当应力超过岩柱所能承受的最大应力时，岩柱就会发生破坏，从而给巷道维护造成一定的影响。岩石一般认为是脆性材料，其抗拉强度远低于抗压强度，决定直墙拱形巷道围岩是否破坏的主要因素是巷道围岩强度是否达到其抗拉强度，其中关键点是巷道围岩的拱顶、拱基、墙中、墙基几个点的应力水平［2］。这些关键点的应力与巷道采深，岩柱宽度有直接的关系［3，4］。本文基于有限元软件ANSYS，通过建立不同巷道采深，不同岩柱间距的相邻平行拱形直墙巷
机械管理开发 2015年3期2015-03-19
- 深部顶板夹煤层巷道围岩变形破坏机制及控制
、位置和分岔巷道岩柱宽度3个因素对巷道关键点位移、塑性区、非对称变形的影响规律，分析了围岩变形破坏机制：夹煤层界面离层破裂区的发展，造成围岩自承结构的失效和自承能力的丧失，破裂区超过支护体系控制范围，最终导致围岩破坏失稳。提出了“内修+外控”的以注为主的非对称联合控制对策，现场试验显示取得了较好效果。深部巷道；顶板夹煤层巷道；变形破坏机制；控制对策；注浆随着煤矿开采深度进入-1000m水平后，巷道围岩变形破坏特征与浅部相比明显不同，巷道围岩控制难度增大。矿
煤炭学报 2014年1期2014-09-11
- 全风化花岗岩小净距隧道中夹岩柱注浆加固技术
岩小净距隧道中夹岩柱注浆加固技术熊凯斌 闫 虎(中铁隧道集团一处有限公司，重庆 401121)根据天马山隧道工程实践，利用ABAQUS建立数值模型，从施工时力学的角度，对先行洞开挖后小净距隧道中夹岩柱加固前后的受力变形情况进行了数值模拟分析，计算结果表明：对中夹岩柱加固后，其力学性能增强，承载能力提高，在隧道开挖的过程中，靠近中夹岩柱一侧的初衬混凝土层拉应力区域明显减小。隧道，小净距，中夹岩柱，注浆加固0 引言近20年来我国交通事业的发展迅速，公路特别是高
山西建筑 2014年35期2014-08-11
- 基于Hoek－Brown准则的小净距隧道围岩稳定性数值模拟分析
、水平收敛、中间岩柱的位移、锚杆轴力、围岩压力和钢拱架应力等项目进行监测；林从谋等［6］研究了高速公路扩建大断面特小净距隧道爆破稳定控制技术；K.WLo［7］等作了多隧道相互影响的现场量测；唐仪兴［8］等对京珠国道沿线近距离双隧道开挖与支护过程，使用平面和三维粘弹塑性有限元方法进行了数值模拟，分析对比了围岩与支护结构的受力、变形及塑性、受拉区的演化状况，对围岩—支护体系的稳定性进行了评价，用数值分析方法提出了双洞间距压缩的可能性.可见，在小净距隧道的围岩稳
沈阳大学学报(自然科学版) 2014年2期2014-04-27
- 立井揭穿突出煤层安全岩柱最小厚度的确定
体力学变形及预留岩柱的破坏计算。数值模型以该矿深部进风井井筒揭煤工程实际条件为基础，将煤层作为水平层处理，假设开挖的动态过程对最终应力分布没有影响。假设层状岩体是弹塑性材料，各层为均质连续体。不考虑构造应力、温度应力的影响。考虑到立井结构特点和计算精度的要求以及岩体的局部开挖仅对一定的区域有明显的影响［5］，建立长为100m，高为64m的二维平面模型，井筒开挖直径为10m。上边界加载上覆岩层的重量，左右两侧边界加载水平应力。数值计算模型如图1所示。计算模型
采矿与岩层控制工程学报 2014年2期2014-04-18
- 巷道前伏承压溶洞突水灾变流固耦合分析
于溶洞承压水击穿岩柱而产生工作面岩溶突水的力学机理和突水过程分析研究较少。在岩溶矿井中，一般通过布置探放水钻孔来探放岩溶水，通过防突岩柱的留设来防治岩溶突水。而《煤矿防治水规定》[9]没有具体给出针对隐伏承压溶洞防突岩柱留设的安全厚度计算方法。进行隐伏承压溶洞防突岩柱的稳定性及安全厚度研究，对于防治矿井岩溶突水具有重要意义[10-11]。本文作者从岩石力学和渗流力学出发采用流固耦合分析方法探讨巷道前伏承压溶洞防突岩柱在采动应力和高水力梯度作用下的流固耦合效
中南大学学报（自然科学版） 2014年5期2014-04-01
- 急倾斜特厚煤层间岩柱地面深孔爆破预裂试验及效果研究
～110m 厚的岩柱，岩柱由西向东逐渐变薄，整体以粉砂岩为主。乌东煤矿南采区采用垂直分段综采放顶煤采煤工艺进行回采，现已回采至+500 m 水平，工作面埋深约350m。乌东煤矿前期浅部开采时，巷道压力显现并不明显，但是随着开采深度的不断增加和开采强度的进一步增大，巷道出现顶沉、帮鼓和底鼓等变形破坏现象，尤其是巷道底鼓问题严重，巷道维护困难。B3+6煤层回采至+500m 水平后，冲击地压等动力现象开始显现，先后在+500m 水平B3+6综采面和五一煤矿边界煤
中国煤炭 2014年1期2014-03-15
- 揭开煤与瓦斯突出煤层的采煤施工方法
煤层的要求出发，岩柱的厚度越小越好，但要高于规定数值。在急倾斜煤层条件下，巷道底部和顶部岩柱的厚度基本相等，比较容易实现一次破除岩柱，但对倾角较小的煤层，为了给炸开岩石柱揭开煤层创造条件，在石门接近安全岩柱以后，要尽可能将工作面刷成和煤层倾角相近的斜面或台阶，如图1所示。图1 刷斜面示意图1.1 石门揭煤震动爆破的炮眼布置方法炮眼个数较普通爆破的炮眼数多2个，而具体眼数要看岩柱情况确定。煤眼和岩眼要交错相间排列，顺序爆破。煤眼和岩眼的比例一般为1︰2。炮眼
黑龙江科学 2014年4期2014-03-14
- 用DDA方法验证倾倒边坡变形的制动机制
主要表现为倾倒的岩柱旋转弯曲折断破坏。从坡面上观察，岩柱呈台阶状并伴有裂缝；在地质平洞中，能观察到成组的张性裂隙，岩柱不连续弯曲和折断，在倾倒体与基岩的交界面上有层间错动现象。这些表象说明，边坡曾产生过较大的变形后稳定了下来，Hoek认为倾倒边坡存在制动机制[1]。倾倒边坡是非连续性大变形问题，连续介质小变形的有限元方法显然不适合求解倾倒边坡问题，刚体极限平衡方法仅适合最简单的倾倒模式，而建立在非连续介质模型基础上应力应变分析的DDA（Discontinu
中国水利水电科学研究院学报 2013年2期2013-08-29
- 特大跨度小净距隧道中间岩柱可靠度分析及其加固处理措施
度小净距隧道中间岩柱可靠度分析及其加固处理措施胡金海1，宋英龙2，邹伟彪2(1.福州机场二期高速公路有限公司，福建福州 350002;2.同济大学地下建筑与工程系，上海 200092)魁岐2号隧道位于福州国际机场高速公路二期工程A3标段，隧道跨度达到19.9 m，中间岩柱最小净距为11.7 m，为国内首座双向八车道小净距隧道工程。针对魁岐2号隧道工程的特殊性，利用离散单元法对节理岩体中特大断面小净距隧道的受力情况进行了分析，根据可靠度理论，通过对魁岐2号特
钻探工程 2012年3期2012-11-06
- 轴向力作用下岩柱抗弯刚度的数值解
对有轴向力作用下岩柱截面进行计算机仿真，得到其不同轴向力作用下的弯矩曲率的变化情况，并用以分析轴向力对岩柱抗弯刚度及岩爆的影响。1 岩石的本构关系1．1 岩石受压时的应力应变曲线岩石本构关系一般都是根据岩块的单轴或三轴试验得到的应力应变曲线，然后通过数理统计回归分析得到。不失一般性，在受压情况下，岩石的应力应变曲线可以分为五个阶段:分别为压密、弹性、屈服、软化和塑性流动阶段。基于此，本文参考文献［1］［2］，建立符合试验室小试件岩石物理特征的分段线性模型(
山西建筑 2012年28期2012-07-29
- 分岔隧道连拱-小间距连接段施工过程稳定性分析
曲中墙、小间距段岩柱的稳定性。连拱段中隔墙稳定性的研究较多，如:曾胜等［1］、叶飞等［2］根据现场检测研究了不同施工工序对中隔墙的内力影响;高攀科等［3］总结了不同结构形式、参数选取及不同施工工艺下连拱隧道中隔墙的受力性能;白海卫等［4］用有限元研究了连拱隧道开挖面的空间效应;伍国军等［5］用有限元法研究了连拱变厚度曲中墙围岩稳定性;代树林等［6］论述了小间距隧道开挖方法和岩柱加固技术。结合沪蓉西高速公路八字岭分岔隧道的连拱－小间距过渡段，通过建立三维模型
铁道勘察 2012年3期2012-05-14
- 近距离煤层煤巷掘进底板防突岩柱厚度数值分析＊
煤巷掘进底板防突岩柱厚度数值分析＊宁 俊1,2林柏泉1,2张志雨1,2孟 杰1,2张萌博1,2(1.煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏省徐州市,221008;2.中国矿业大学安全工程学院,江苏省徐州市,221116)以平煤股份五矿己-1532020掘进工作面为研究对象,针对该掘进工作面处于近距离煤层上保护层内、掘进巷道底板与被保护层的间距过小、掘进过程中可能发生下部突出煤层冲破底板岩柱而导致煤与瓦斯突出的情况,运用FLAC3D对底板防突岩柱厚度进行模拟
中国煤炭 2011年5期2011-12-04
- 洞室地基稳定性验算方法的改进
基的破坏视为洞顶岩柱沿岩柱侧面的滑移破坏，洞室地基稳定性验算就是岩柱抗滑移稳定性计算。（2）岩柱平行洞轴方向的长度取基础底面平行洞轴方向的长度，岩柱垂直洞轴方向的宽度取洞跨，岩柱高度是基础底面与洞顶之间的距离。（3）岩柱侧面的抗滑力取自洞室横断面上左右两侧面的摩擦力和粘聚力，不计前后两个侧面的抗滑力。（4）岩柱一个侧面的总摩擦力是正压力乘以岩体内摩擦系数，其中，正压力是不计粘聚力作用时的朗金主动土压力（从基础底面算至洞底），岩体内摩擦系数是岩体内摩擦角的正
重庆建筑 2011年3期2011-02-09
- 邻近爆破对矩形岩柱稳定性影响的突变理论分析＊
）1 引 言矩形岩柱是地下开采方式中常用的岩柱布置型式之一。岩柱可以有效地维持采场和采空区顶板及围岩的稳定性。实践表明，岩柱失稳往往会导致地下采场或采空区的整体破坏，甚至造成更严重的关联失稳［1］。岩柱的完好程度是判断地下采场和采空区稳定性的重要标志［2－3］。地下采场或采空区稳定性取决于顶板与岩柱，对岩柱稳定性进行的研究分别从现场测试［2］、数值计算［4－5］和可靠性［6］等方面入手，已取得丰硕的研究成果，但往往只考虑静荷载的作用和影响。事实上，由于爆破
爆炸与冲击 2010年5期2010-02-26