深部巷道圍巖破裂演化過程及其穩(wěn)定控制機(jī)理

1 緒論

1.1 問題的提出

1.2 深部巷道開挖與穩(wěn)定研究現(xiàn)狀

1.3 需要進(jìn)一步研究的問題

1.4 主要研究?jī)?nèi)容與方法

2 三維模擬試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 大尺度三維模型試驗(yàn)臺(tái)的研制

2.2 單元應(yīng)力計(jì)的設(shè)計(jì)及測(cè)試方法

2.3 相似準(zhǔn)則導(dǎo)出

2.4 模型?；O(shè)計(jì)

2.5 相似模型的制作

2.6 參數(shù)量測(cè)

2.7 本章小結(jié)

3 深部巷道圍巖破裂演化規(guī)律及機(jī)理的試驗(yàn)研究

3.1 試驗(yàn)規(guī)劃及研究?jī)?nèi)容

3.2 巷道圍巖應(yīng)力演化規(guī)律

3.3 巷道圍巖內(nèi)部變形規(guī)律

3.4 巷道圍巖破壞特征與機(jī)制

3.5 支護(hù)作用機(jī)理及承載結(jié)構(gòu)特性分析

3.6 本章小結(jié)

4 深部巷道圍巖破裂演化規(guī)律的數(shù)值模擬研究

4.1 數(shù)值模擬內(nèi)容及計(jì)算模型

4.2 應(yīng)變軟化模型概述

4.3 采用應(yīng)變軟化模型的圍巖應(yīng)力演化規(guī)律

4.4 不同殘余強(qiáng)度對(duì)圍巖變形破壞的影響

4.5 后期強(qiáng)化模型分析

4.6 本章小結(jié)

5 深部巷道分區(qū)破裂化現(xiàn)象探討及圍巖過程控制技術(shù)

5.1 深部巷道圍巖分區(qū)破裂化探討

5.2 深部巷道圍巖過程控制機(jī)理與技術(shù)

5.3 本章小結(jié)

6 深部巷道圍巖控制技術(shù)及工程應(yīng)用

6.1 工程概況

6.2 原位實(shí)測(cè)分析

6.3 巷道支護(hù)方案設(shè)計(jì)

6.4 支護(hù)效果

6.5 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)2100433B

《深部巷道圍巖破裂演化過程及其穩(wěn)定控制機(jī)理》采用大尺度三維模擬試驗(yàn)、原位測(cè)試和數(shù)值模擬，對(duì)深部巷道圍巖破壞過程中的應(yīng)力、變形演化規(guī)律和破壞機(jī)制進(jìn)行了探討，同時(shí)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)作用和承載結(jié)構(gòu)形成機(jī)理進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，提出了深部高應(yīng)力巷道破裂巖體的過程控制機(jī)理與技術(shù)。

《深部巷道圍巖破裂演化過程及其穩(wěn)定控制機(jī)理》可為巖土工程相關(guān)研究生教學(xué)參考，亦可作為從事深部巖土工程研究人員的參考用書。

本項(xiàng)目以深部高應(yīng)力巖石巷道圍巖破壞為背景，從巷道圍巖的地質(zhì)力學(xué)環(huán)境出發(fā)，以遠(yuǎn)離平衡態(tài)的非線性理論為指導(dǎo)，采用原位監(jiān)測(cè)、物理模型試驗(yàn)、室內(nèi)巖樣試驗(yàn)、理論分析等相結(jié)合的方法，緊緊圍繞深部巷道圍巖強(qiáng)度衰減這一關(guān)鍵科學(xué)問題開展研究。通過現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試，獲得了深部巷道開挖后圍巖破裂演化過程及深部巷道圍巖穩(wěn)定后強(qiáng)度衰減及其分布規(guī)律，并對(duì)深部巷道初始高應(yīng)力狀態(tài)對(duì)巷道圍巖破裂范圍的影響規(guī)律進(jìn)行了研究；在此基礎(chǔ)上，采用巷道圍巖松動(dòng)圈內(nèi)外主應(yīng)力差演化規(guī)律作為加卸載應(yīng)力路徑的實(shí)驗(yàn)新方法，研制了不同應(yīng)力狀態(tài)下的損傷破裂巖樣，以卸載點(diǎn)的應(yīng)力降低比、體積膨脹比作為損傷因子，獲得了損傷巖樣強(qiáng)度衰減以及圍壓對(duì)其強(qiáng)度衰減幅度的影響規(guī)律，建立了適合深部巷道圍巖峰后強(qiáng)度衰減的模型，揭示了結(jié)構(gòu)效應(yīng)與尺寸效應(yīng)對(duì)圍巖強(qiáng)度衰減的影響以及預(yù)制節(jié)理幾何參數(shù)對(duì)巖樣破裂演化過程的影響機(jī)理，并針對(duì)物理模型試驗(yàn)中破裂巖體位移場(chǎng)難以量測(cè)的難題，研發(fā)了含動(dòng)態(tài)裂隙巖體的高精度數(shù)字散斑相關(guān)量測(cè)技術(shù)方法。項(xiàng)目研究成果為深部巷道圍巖穩(wěn)定性控制提供了科學(xué)依據(jù)。 2100433B

以深部高應(yīng)力巖石巷道圍巖破壞失穩(wěn)為背景，從巷道圍巖的環(huán)境和歷史條件出發(fā)，以遠(yuǎn)離平衡態(tài)非線性理論為指導(dǎo)，采用原位監(jiān)測(cè)與真三軸空心厚壁圓筒卸壓試驗(yàn)的新方法，緊緊圍繞深部巷道圍巖強(qiáng)度衰減這一關(guān)鍵科學(xué)問題開展研究。通過采用原位超聲波和雷達(dá)持續(xù)測(cè)試巷道圍巖破裂演化過程中的強(qiáng)度衰減情況的研究，以及現(xiàn)場(chǎng)多次取巖芯的試驗(yàn)方法，研究現(xiàn)場(chǎng)高應(yīng)力條件下巖體強(qiáng)度衰減的力學(xué)行為，準(zhǔn)確把握深部巷道圍巖破裂演化及其強(qiáng)度衰減的規(guī)律，闡明不同支護(hù)加固方法在圍巖破裂演化過程中的作用機(jī)理；然后通過真三軸空心厚壁圓筒加卸載試驗(yàn)方法，真實(shí)再現(xiàn)巷道開挖、圍巖強(qiáng)度衰減和支護(hù)平衡演化的全過程，選擇確定三維強(qiáng)度的描述方法及參數(shù)，完善符合其破壞特點(diǎn)的三維巖石強(qiáng)度理論及其相應(yīng)的演化動(dòng)態(tài)力學(xué)模型，揭示深部巷道變形破壞的物理本質(zhì)，提出具有顯著成效的深部巷道圍巖破壞后二次穩(wěn)定控制的原理和方法。