›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (4): 1119-1126.doi: 10.16285/j.rsm.2015.04.028

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

软岩巷道可缓冲渐变式双强壳体支护原理及实践

贾宏俊1, 2，王 辉2   

  1. 1. 山东科技大学 山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东 青岛，266590；2. 山东科技大学 资源与土木工程系，山东 泰安 271000
  • 收稿日期:2014-05-19 出版日期:2015-04-11 发布日期:2018-06-13
  • 通讯作者: 王辉，男，1982年生，博士，副教授，主要从事岩土及地下工程方面的研究工作。E-mail: wanghui2004315@163.com E-mail:hongjunjia@126.com
  • 作者简介:贾宏俊，男，1969年生，博士，副教授，主要从事岩土工程方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No. 51409154, No. 51279096)；山东省土木工程防灾减灾重点实验室开放课题基金（No. CDPM2014KF04）。

Principle and application of the double cacheable and gradually deformable supporting shells for soft rock tunneling

JIA Hong-jun1, 2，WANG Hui2   

  1. 1. Shandong Provincial Key Laboratory of Civil Engineering Disaster Prevention and Mitigation, Shangdong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266590, China; 2. Department of Resources and Civil Engineering, Shandong University of Science and Technology, Tai’an, Shandong 271000, China
  • Received:2014-05-19 Online:2015-04-11 Published:2018-06-13

PDF (Chinese)

1161

摘要： 深部软岩巷道承受高地应力作用，导致围岩产生流变大变形是影响其安全稳定的重要因素。以阳煤一矿西大巷工程为例，分析软弱围岩变形破坏机制；建立能够反映工程地质状况及初始设计方案的有限元模型，以现场监测变形数据和钻孔窥视围岩变形破坏深度为基础，反演获取围岩力学参数和蠕变参数。提出适合软弱流变岩体的可缓冲渐变式双强壳体支护方法，即根据围岩破坏情况进行分层注浆加固，并在最外部架设可缩性U型钢支架，形成可变形缓冲层。建立新型支护方案的有限元模型，利用围岩反演参数预测围岩变形情况，并通过与现场监测数据对比分析，验证了所提支护方案的有效性。

关键词: 深部软岩巷道, 变形破坏机制, 数值模拟, 新型支护方案

Abstract: The large rheological deformation of surrounding rock caused by the high ground stress is an important factor that affects the safety and stability of deep soft roadways. Deformation and failure mechanism of weak surrounding rock at the west roadway of Coal Mine of Yangquan Coal Mining Group No.1 are analysed. A finite element model is developed which can address the local geological conditions and the initial design scheme. Based on the field monitoring deformation data and rock borehole results, the mechanical parameters and creep parameters of the surrounding rock are obtained through a back analysis. A new support scheme, which consists of double cacheable and gradually variable supporting shells, is proposed for deep soft-rock tunnelling. The scheme is implemented through hierarchically grouting reinforcement according to the damage condition of the surrounding rock and setting up a U-steel support in the external area to form deformable buffer layer. Finite element method for simulating the new support scheme is developed. Using the parameters obtained from the back analysis, deformation of surrounding rock is predicted. By comparing the numerical results with the field monitoring data, the effectiveness of the new support scheme is verified.

Key words: deep soft roadways, deformation and failure mechanism, numerical simulation, new support scheme Analyszed

中图分类号: 

  • TD 353
[1] 李翻翻, 陈卫忠, 雷江, 于洪丹, 马永尚, . 基于塑性损伤的黏土岩力学特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 132-140.
[2] 夏 坤, 董林, 蒲小武, 李璐, . 黄土塬地震动响应特征分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 295-304.
[3] 郭院成, 李明宇, 张艳伟, . 预应力锚杆复合土钉墙支护体系增量解析方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 253-258.
[4] 闫国强, 殷跃平, 黄波林, 张枝华, 代贞伟, . 三峡库区巫山金鸡岭滑坡成因机制与变形特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 329-340.
[5] 刘红岩. 宏细观缺陷对岩体力学特性及边坡稳定影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 431-439.
[6] 金爱兵, 刘佳伟, 赵怡晴, 王本鑫, 孙浩, 魏余栋, . 卸荷条件下花岗岩力学特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 459-467.
[7] 韩征, 粟滨, 李艳鸽, 王伟, 王卫东, 黄健陵, 陈光齐, . 基于HBP本构模型的泥石流动力过程SPH数值模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 477-485.
[8] 吴锦亮, 何吉, . 岩质边坡动态开挖模拟的复合单元模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 535-540.
[9] 吴凤元, 樊赟赟, 陈剑平, 李军, . 基于不同侵蚀模型的高速崩滑碎屑 流动力过程模拟分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3236-3246.
[10] 孙峰, 薛世峰, 逄铭玉, 唐梅荣, 张翔, 李川, . 基于连续损伤的水平井射孔-近井筒三维破裂模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3255-3261.
[11] 穆锐, 浦少云, 黄质宏, 李永辉, 郑培鑫, 刘 旸, 刘 泽, 郑红超, . 土岩组合岩体中抗拔桩极限承载力的确定[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2825-2837.
[12] 金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 基于应变软化指标的岩石非线性蠕变模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2239-2246.
[13] 张 聪, 梁经纬, 阳军生, 曹 磊, 谢亦朋, 张贵金, . 堤坝脉动注浆浆液扩散机制及应用研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1507-1514.
[14] 严 健, 何 川, 汪 波, 蒙 伟, . 高地温对隧道岩爆发生的影响性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1543-1550.
[15] 李世俊, 马昌慧, 刘应明, 韩玉珍, 张 彬, 张 嘎, . 离心模型试验与数值模拟相结合研究 采空边坡渐进破坏特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1577-1583.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 王川婴，胡培良，孙卫春. 基于钻孔摄像技术的岩体完整性评价方法[J]. , 2010, 31(4): 1326 -1330 .
[2] 李华明，蒋关鲁，刘先峰. CFG桩加固饱和粉土地基的动力特性试验研究[J]. , 2010, 31(5): 1550 -1554 .
[3] 谈云志，孔令伟，郭爱国，万 智. 压实红黏土水分传输的毛细效应与数值模拟[J]. , 2010, 31(7): 2289 -2294 .
[4] 王云岗，熊 凯，凌道盛. 基于平动加转动运动场的边坡稳定上限分析[J]. , 2010, 31(8): 2619 -2624 .
[5] 龙 照，赵明华，张恩祥，刘峻龙. 锚杆临界锚固长度简化计算方法[J]. , 2010, 31(9): 2991 -2994 .
[6] 史旦达，周 健，贾敏才，杨永香. 考虑蠕变性状的港区软土地基参数反演和长期沉降预测[J]. , 2009, 30(3): 746 -750 .
[7] 邓宗伟，冷伍明，李志勇，岳志平. 喷混凝土边坡温度场与应力场耦合的有限元时效分析[J]. , 2009, 30(4): 1153 -1158 .
[8] 丁洲祥，仇玉良，李 涛. 双面排水非线性固结超静孔压的非对称性解析[J]. , 2012, 33(6): 1829 -1838 .
[9] 田堪良 ，张慧莉 ，马 俊 . 基于强度条件的黄土结构性静力试验研究[J]. , 2012, 33(7): 1993 -1999 .
[10] 费 康 ，王军军 ，陈 毅 . 桩承式路堤土拱效应简化分析方法[J]. , 2012, 33(8): 2408 -2414 .
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发