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复杂条件下埋深硐室底臌机理及支护技术研究

作　者: 高延辉
导　师: 庞建勇
学　校: 安徽理工大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 复杂条件硐室底臌底臌治理钢筋网壳数值模拟工程应用
分类号: TD354
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 84次
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内容摘要

随着煤炭资源井下开采深度的加大,硐室所处的围岩环境更加复杂,从而出现了硐室的大变形、大地压、难支护的工程问题,硐室的破坏是其所处的复杂条件造成的。在复杂条件下,如何采取有效的措施来控制硐室破坏越来越受到业内人士的关注论文在综述国内外关于煤矿生产中,动压现象及导致煤矿中硐室及巷道破坏机理的基础上,阐述了硐室及巷道底臌的类型及影响因素,分析了底臌产生的机理,建立了硐室及巷道底臌的力学模型,并推导出塑性区范围的相关表达式,并计算出底板塑性区发展深度；论文结合谢桥矿东一B组轨道上山变电所,考虑基础上所安装设备基础荷载大、变形要求严格等因素,对变电所硐室底板岩石进行了室内实验,为分析硐室底板围岩稳定性和数值模拟提供了依据；采用大型有限元软件FLAC-3D对硐室进行数值模拟计算,确立了U型钢与钢筋网壳联合支护防治底臌方案,模拟结果表明,采用该方案硐室两帮及顶底板出现少量的塑性破坏,底板塑性区破坏较明显,顶底板出现屈服后渐趋于稳定,围岩应力分布范围明显缩小,受拉区、受压区和塑性区都显著缩小,硐室变形量明显降低,对控制底臌效果最为明显；论文对底臌治理前后的围岩收敛、松动圈,治理过程中钢筋及混凝土受力进行了现场监测。监测结果与工程实践表明,基础底板施工满足设计要求,基础受力合理并有一定的安全储备。采取钢筋网壳治理硐室底臌,能有效地改善硐室及巷道岩石的应力分布,大大地减少硐室的位移量,提高支护结构的承载能力,保证基础底板的长期整体稳定性,可有效地解决复杂条件下硐室及巷道的底臌问题。论文研究成果在谢桥矿东一B组轨道上山变电所硐室底臌治理的工程实践中得到了成功的应用,为今后类似的动压硐室底臌治理工程提供了重要参考依据,对复杂条件下硐室及巷道围岩变形的机理,治理方法的完善和发展具有较大的推动作用。

复杂条件下埋深硐室底臌机理及支护技术研究

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