錨桿等支護(hù)手段中,不僅僅在巷道表面提供支護(hù)力,同時(shí)在巷道一定范圍內(nèi)形成錨固結(jié)構(gòu),在巷道穩(wěn)定性控制過(guò)程中,主要由支護(hù)力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度兩個(gè)因素共同作用控制圍巖穩(wěn)定性,為了分析進(jìn)一步錨桿支護(hù)過(guò)程中與圍巖作用的機(jī)理。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,分析出錨桿支護(hù)體系下與圍巖的關(guān)系影響因素,并建立錨固結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算模型,分析在不同的松動(dòng)圈下,錨固結(jié)構(gòu)在不同圍巖條件下其力學(xué)表現(xiàn)形式,并提出了“錨固界限厚度”和“支護(hù)力放大系數(shù)”概念。將考慮錨固結(jié)構(gòu)作用下圍巖的彈塑性解與傳統(tǒng)的圍巖彈塑性解進(jìn)行比較。相關(guān)研究工作與成果如下:（1）梳理巷道開(kāi)挖后松動(dòng)圈的形成及不同松動(dòng)圈下圍巖力學(xué)表現(xiàn),得到松動(dòng)圈范圍內(nèi)的巖體是巷道收斂的主要影響因素,控制松動(dòng)圈發(fā)育是維護(hù)巷道穩(wěn)定性的關(guān)鍵。總結(jié)了目前松動(dòng)圈的測(cè)試手段,并通過(guò)數(shù)值模擬得到影響松動(dòng)圈范圍的因素。（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)圍巖的控制要由支護(hù)力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度兩個(gè)因素共同作用,其中結(jié)構(gòu)強(qiáng)度中包括結(jié)構(gòu)尺寸和材料參數(shù)。在此基礎(chǔ)上提出了錨固結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算模型,并得到錨固結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度表達(dá)式,根據(jù)錨固結(jié)構(gòu)厚度變化b和支護(hù)力變化p_i,發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度對(duì)圍巖提供的徑向應(yīng)力占據(jù)主要作用,二者協(xié)調(diào)作... 

【文章來(lái)源】：安徽理工大學(xué)安徽省

【文章頁(yè)數(shù)】：115 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

形存在較大的差異，導(dǎo)致巷道圍巖的應(yīng)力分布具有不同的特點(diǎn)，尤其是大松動(dòng)巖劣化嚴(yán)重，巖體的殘余強(qiáng)度較低，也是巷道出現(xiàn)大變形的主要原因，也是支點(diǎn)和難點(diǎn)。因此在巷道支護(hù)時(shí)應(yīng)以圍巖的變形機(jī)制和特點(diǎn)為基礎(chǔ)，盡可能的對(duì)巖損傷情況充分的了解，尋找巷道變形的主要原因，在多個(gè)影響因素中尋找主，為巷道穩(wěn)定性研究提供主要依據(jù)。1 松動(dòng)圈的形成及圍巖損傷在地下巷道開(kāi)挖前，巖體處于三向應(yīng)力平衡狀態(tài)，開(kāi)挖后圍巖應(yīng)力重新分布淺部的切向應(yīng)力集中，徑向應(yīng)力下降，圍巖的應(yīng)力狀態(tài)由三向變?yōu)槎驊?yīng)力狀致巖石強(qiáng)度大幅度下降，巷道周邊的巖體進(jìn)一步劣化，并向深部擴(kuò)展，直至達(dá)個(gè)新的三向應(yīng)力平衡狀態(tài)為止，此時(shí)圍巖中出現(xiàn)一個(gè)破裂帶，這個(gè)破裂帶稱為動(dòng)圈[6]。大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明，在進(jìn)行地下工程施工過(guò)程中松動(dòng)圈普遍存在，小~30cm，大的往往超過(guò) 300cm。

圖 8 線性弱化理想殘余塑性模型Fig8 Linear weakening ideal residual plasticity model忽略巖石峰值強(qiáng)度以前的初始損傷，則單軸壓縮條件下的一維損傷演化方程為=0 ( ≤ ) 1 ( ≤ ) (2 1式中：D 為巖石損傷變量； 為單軸壓縮過(guò)程中的應(yīng)變； 為峰值應(yīng)力對(duì)應(yīng)的變，可由單軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線獲得；E 為巖石的彈性模量； 為降模量。開(kāi)挖后的巷道會(huì)出現(xiàn)收斂位移，位移量主要由巷道開(kāi)挖后瞬時(shí)彈性位移 U彈和體受到開(kāi)挖擾動(dòng)后打破原有應(yīng)力平衡條件出現(xiàn)的持續(xù)性塑性變形 U塑，而在松動(dòng)圈圍內(nèi)的巖體超過(guò)了其自身強(qiáng)度，導(dǎo)致碎脹，剪切滑移產(chǎn)生位移 U松，如果在圍巖中現(xiàn)膨脹性礦物和水反應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致巷道膨脹變形位移 U水，具有膨脹變形特性的圍巖挖前，一般有較高強(qiáng)度，開(kāi)挖后受外界因素影響較大（如擾動(dòng)、遇水、風(fēng)化等）致

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3367249