本文以國家自然科學基金“深部大變形巷道圍巖破壞與穩(wěn)定性控制研究”項目為依托,在充分分析深部巷道塑性區(qū)影響因素,研究塑性區(qū)惡性擴展過程及其控制的基礎上,提出了“錨網索噴+局部注漿加強”的支護方案并在該類巷道實施,該方案的應用在現場取得了良好的支護效果。根據彈性力學、彈塑性力學、礦山壓力等理論,分析了深部巖體應力分布規(guī)律并分段擬合了相關計算公式,建立了力學計算模型,推導了圓形巷道塑性區(qū)范圍公式、計算并得出了圓形巷道在不同側壓系數下的塑性區(qū)形態(tài)。研究認為,深部巷道圍巖產生大變形、松動破壞和支護失效的直接原因是圍巖塑性區(qū)的惡性擴展。塑性區(qū)的幾何形態(tài)、尺寸范圍決定了巷道破壞的形式與程度。深部巷道圍巖塑性區(qū)與深部地應力分布規(guī)律及巷道圍巖力學性質有著密切關系。運用FLAC3D數值模擬軟件建立了深部巷道數值模擬計算模型,采用單一因素分析法,高仿真模擬計算了不同幾何斷面、非均勻應力場、采動應力場、不同巷道斷面尺寸、不同圍巖強度和不同中間主應力條件下的塑性區(qū)形態(tài),認為非均勻應力場與采動應力場同時影響塑性區(qū)形態(tài)和范圍,而斷面尺寸、圍巖強度及中間主應力對塑性區(qū)范圍影響明顯。同時模擬計算了深部巷道塑性區(qū)惡性擴展... 

【文章來源】：湖南科技大學湖南省

【文章頁數】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究意義及選題背景
    1.2 國內外現狀及存在問題
        1.2.1 深部巷道圍巖力學性質與破壞機理
        1.2.2 深部大變形巷道塑性區(qū)研究現狀
        1.2.3 深部大變形巷道圍巖控制及支護理論
        1.2.4 存在的主要問題
    1.3 研究的主要內容
    1.4 研究方法及技術路線
第二章 深部巖體應力、圍巖特性與塑性區(qū)
    2.1“深部”的概念
    2.2 深部地應力分布規(guī)律
        2.2.1 垂直應力分布規(guī)律
        2.2.2 水平應力分布規(guī)律
        2.2.3 巷道孔周圍的應力分布
    2.3 深部巷道圍巖力學特性
        2.3.1 深部的復雜環(huán)境
        2.3.2 深部巷道圍巖力學特性
    2.4 深部巷道圍巖塑性區(qū)
        2.4.1 塑性區(qū)應力分析
        2.4.2 塑性區(qū)與影響因素
    2.5 本章小結
第三章 塑性區(qū)惡性擴展及影響因素數值模擬
3D與模型建立">    3.1 FLAC^3D與模型建立
3D簡介">        3.1.1 FLAC^3D簡介
        3.1.2 模型的建立
    3.2 深部巷道幾何斷面選取
        3.2.1 巷道圍巖塑性區(qū)與變形
    3.3 巷道圍巖塑性區(qū)惡性擴展及其影響因素
        3.3.1 塑性區(qū)惡性擴展過程
        3.3.2 巷道幾何尺寸
        3.3.3 側壓系數 l
        3.3.4 中間主應力
        3.3.5 巖石內摩擦角及內聚力
    3.4 本章小結
第四章 深部巷道圍巖塑性區(qū)控制研究
    4.1 塑性區(qū)最佳控制階段的確定
        4.1.1 兩個不具控制性階段
        4.1.2 塑性環(huán)階段支護控制模擬
        4.1.3 塑性環(huán)畸變支護控制模擬
        4.1.4 塑性區(qū)非均勻擴展階段支護控制模擬
        4.1.5 塑性區(qū)惡化階段支護控制模擬
        4.1.6 最佳控制階段
    4.2 塑性區(qū)與錨桿長度優(yōu)化
        4.2.1 塑性區(qū)內錨固
        4.2.2 塑性區(qū)邊界錨固
        4.2.3 最佳錨固匹配選取
    4.3 塑性區(qū)控制原理與原則
        4.3.1 塑性區(qū)惡性擴展的控制原理
        4.3.2 塑性區(qū)惡性擴展的支護原則
        4.3.3 塑性區(qū)控制方案
    4.4 本章小結
第五章 工程實踐
    5.1 工程概況
        5.1.1 煤礦概況
        5.1.2 -850m東大巷延伸段位置
    5.2 -850m東大巷原支護方案與數值模擬
        5.2.1 -850m東大巷原支護方案
        5.2.2 -850m東大巷變形破壞特征
        5.2.3 巷道塑性區(qū)形態(tài)與破壞機理
    5.3 支護方案與數值模擬
        5.3.1 支護方案
        5.3.2 支護方案數值模擬
    5.4 工程檢測與效果分析
    5.5 本章小節(jié)
第六章 結論與展望
    6.1 主要結論
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
附錄



本文編號：2932802