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基于价值分析法的U型约束砼拱架参数决策被引量：1: 2015年; 为确定U型约束砼拱架的最佳混凝土强度与封板厚度,借助Abaqus软件进行数值模拟、Matlab软件进行数据分析,得到其功能性指标和成本性指标,并将价值分析法运用其中以解决参数决策问题。结果表明,封板厚度对拱架功能性指标和成本性指标的影响程度比混凝土强度对其影响程度大;混凝土强度对每米材料造价所能提供承载力的影响程度要比封板厚度对其影响程度大;在保证安全前提下,应提高混凝土强度或减小封板厚度。; 朱超祁邢聪聪王琦李为腾邵行王新; 关键词：拱架

深井综放沿空掘巷围岩变形破坏机制及控制对策被引量：28: 2014年; 通过对赵楼煤矿综放沿空掘巷现场调查和变形监测,分析了巷道围岩变形破坏特征,深入揭示了围岩变形破坏机制,认为围岩强度低,地应力高,围岩松动破坏范围大,支护结构及参数不合理,巷道围岩应力环境复杂和断面尺寸大是围岩变形破坏的主要原因。基于强力让压耦合支护和关键部位加强支护的围岩控制原理,提出了顶板锚网带索、纵向钢带+两帮锚网梯索、纵向钢筋梯+窄煤柱帮部锚索加强和喷浆+实体煤帮钻孔卸压的支护对策并进行现场试验。结果表明:掘巷稳定后,巷道围岩控制效果良好;锚杆、锚索受力最大值均在其屈服范围内,并为回采期间留够了充足的余量。研究结果为类似复杂难支护巷道提供了借鉴。; 王德超王琦李术才王富奇阮国强邵行刘文江王新; 关键词：深井综放沿空掘巷控制原理

柔性均布压力加载装置在模型试验中的应用研究被引量：8: 2014年; 将研制的新型柔性均布压力加载装置与传统的刚性加载装置分别应用到大型地质力学模型试验中,利用应力不均匀系数对其加载效果进行了量化对比分析。试验结果表明,随着加载压力值与距模型表面距离的增加,不均匀系数减小,压力分布趋于均匀;在模型试验中采用柔性均布压力加载装置,与刚性加载方式相比,其更有利于加载压力在模型体中均匀扩散,产生均匀的应力场,在该试验条件下采用此装置,模型内距模型表面300 mm处应力场已基本达到均匀的状态,模型初始应力施加完后,其仅为0.086,而采用刚性加载方式时其对应的则高达0.283;该装置在距模型表面较近时或加载压力较小时亦能产生较好的均布压力加载效果,如加载压力为0.28 MPa时距模型表面150 mm处仅为0.174,具有减小边界效应影响范围、提高低应力水平下的模型试验精度的作用。; 李术才王琦李为腾李智王洪涛江贝张红军; 关键词：模型试验

基于非连续变形分析方法的深部沿空掘巷围岩变形破坏及控制机制对比研究被引量：16: 2014年; 利用非连续变形分析方法(DDARF)对单节理锚固试件在单轴压缩条件下的变形破坏及裂隙扩展过程进行分析,并以深部厚顶煤综放沿空掘巷——赵楼煤矿11302工作面轨道巷为工程背景,应用DDARF对沿空巷道围岩的变形破坏及控制机制进行研究,同时利用地质力学模型试验及现场试验进行对比验证。重点分析了沿空巷道围岩裂隙演化规律,并定义裂隙率cR及裂隙减少率rR两个指标对DDARF计算中的沿空巷道裂隙演化规律进行定量分析。研究结果表明:采用DDARF方法对单节理试件在无锚和加锚条件下的单轴压缩试验计算与室内试验结果相吻合;对沿空掘巷过程中巷道围岩变形情况进行DDARF计算,结果显示,围岩变形呈现沿空帮>顶板>实体帮>底板的变化趋势,与模型及现场试验监测数据相符;根据cR及rR两个指标对计算得到的无锚和加锚沿空巷道围岩裂隙发育情况进行定量分析,结果显示,沿空巷道围岩破坏趋势为cI cII cIIIR?R?R,与变形趋势相一致;虽然锚固效果明显,但由于Ⅰ区、Ⅱ区本身围岩破碎严重,支护后裂隙率最大的cIR仍然是裂隙率最小的cIIIR的2.13倍,为了维护围岩稳定性,除了进行锚杆(索)非对称支护外,还应对Ⅰ区、Ⅱ区关键部位增加支护措施。DDARF方法关于沿空巷道围岩变形破坏的计算结果与实际工程相近,可有效开展裂隙演化与变形破坏机制研究,分析此类巷道的控制对策。; 江贝李术才王琦朱维申王德超王富奇王洪涛阮国强邵行; 关键词：沿空掘巷模型试验

Hoek-Brown准则下预应力锚索锚固体破坏的极限分析被引量：7: 2014年; 针对预应力锚索锚固体的破坏形式,采用Hoek-Brown强度准则及其相关联的流动法则,分别考虑锚固体界面产生滑脱破坏与锚固体周围岩体发生整体破坏两种工况,根据塑性力学中的上限分析定理,推导出了锚索极限抗拔力的计算公式与锚固体的破裂机制,并分别讨论了锚固段灌浆压力、锚固段长度与岩体强度参数等对极限抗拔力与破裂面形状的影响。计算表明:一定范围内增大锚固段长度和采用压力灌浆是提高锚索极限抗拔力的有效措施;当锚固段周围岩体发生整体破坏时,随着岩体经验参数A、岩体抗拉强度、抗压强度与重度的增加,锚索极限抗拔力不断增大,而随着经验参数B的增加,锚索极限抗拔力则不断减小;锚固段周围岩体破裂面形状呈现出对称的"喇叭形",这与现有文献中的研究成果相一致,而且岩体经验参数B是影响岩体破裂面形状的重要因素,它决定了岩体破裂面的曲率大小,当B=1时,岩体破裂曲面退化为圆锥面。; 李术才王洪涛王琦王德超江贝杨为民张红军李为腾; 关键词：预应力锚索 HOEK-BROWN强度准则塑性锚固体

封板与砼参数对U型约束砼拱架的影响研究被引量：1: 2015年; 为研究封板厚度与混凝土强度对矿用U型约束砼拱架的影响规律,设计了U型约束砼短柱轴压模拟方案。从短柱破坏形态、应力应变曲线、极限承载力等方面进行对比分析,结果表明,封板厚度、混凝土强度均对试件应力应变曲线基本特征、弹性模量无明显影响,但提高混凝土强度、增加封板厚度可以提高试件弹性极限值与极限承载力。; 朱超祁王琦李为腾邵行王新; 关键词：拱架深部软岩巷道有限元分析

U型约束混凝土拱架力学性能及变形破坏机制试验被引量：11: 2015年; 针对深井高应力巷道支护难题,基于常规U型钢拱架设计了一种U型约束混凝土(UCC)支护系统。为明确支护系统核心构件UCC拱架的力学性能及变形破坏机制,采用自主研发的地下工程约束混凝土拱架1∶1力学试验系统,并结合数值计算方法,开展了系统的试验研究。结果表明,均压加载条件下,室内试验UCC29拱架的屈服荷载为1 230 k N,极限荷载为1 310 k N,数值模拟与室内试验结果相差仅为8.86%和12.5%,拱架整体呈现"拱顶上升,拱腿内敛,整体变瘦高"的变形形态,最大变形部位在拱腿中部至起拱点位置。拱架变形破坏机制为局部强度破坏造成拱架整体失稳。现场应用效果显示,UCC拱架具有显著的围岩控制效果,为深井高应力巷道提供了一种新型支护形式。; 王琦王德超李为腾任尧喜阮国强肖国强郭念波潘锐; 关键词：深井力学性能变形破坏机制

基于微震和应力在线监测的深井综放采场支承压力分布特征被引量：18: 2015年; 为研究深井综放采场支承压力分布特征，采用微震和应力在线监测技术对赵楼煤矿1306工作面走向煤体垂直应力进行了现场实测。研究表明：工作面推进过程可分为初采阶段、工作面“见方”阶段和正常推进阶段。工作面“见方”阶段存在初始影响范围、显著影响范围和剧烈影响范围，初采和正常推进阶段超前支承压力没有明显的剧烈上升阶段；工作面“见方”阶段超前支承压力影响范围和相对垂直应力为其他2个阶段的1.5~1.7倍；数值模拟分析与现场实测结果吻合较好。根据支承压力分布特征，确定了不同回采阶段的合理超前支护距离和解危措施。; 王德超王琦李术才王富奇郭念波王保齐程相波潘锐; 关键词：微震监测深井综放采场支承压力

非线性破坏准则下水平浅埋条形锚板抗拔承载力的极限分析被引量：21: 2014年; 基于非线性Mohr-Coulomb强度准则,根据相关联的流动法则,构造出条形锚板上方土体破坏的机动许可场,利用极限分析上限法,结合变分原理,推导出了水平浅埋条形锚板极限抗拔力的表达式与极限状态下对应的土体破裂机制,讨论了不同锚板设计参数与土体强度参数,对锚板极限抗拔力与土体破裂机制的影响,并将该文计算结果与不同计算方法对应计算结果进行了对比。计算表明:随着锚板埋置深度、土体初始粘聚力与重度的增加,锚板的极限抗拔力不断增大;该文提出的土体破裂机制,与现有文献中的试验结果一致,破裂曲面的形状主要取决于非线性系数m的大小,而且非线性系数m对锚板极限抗拔力也有着显著的影响,随着非线性系数m增加,锚板抗拔力非线性不断降低,土体破裂范围不断减小,破裂曲面的曲率则不断增加,当m=1.0时,破裂曲面退化为一平直面。该文上限解计算结果与现有文献计算成果以及数值计算结果非常接近,从而证明了该计算方法的有效性,为条形锚板的设计提供一定参考。; 王洪涛李术才王琦苗素军江贝; 关键词：非线性破坏准则塑性锚板极限抗拔力

深部厚顶煤巷道锚索梁布置方式作用机制研究被引量：3: 2015年; 巨野矿区赵楼煤矿千米深井工作面顺槽多为典型厚顶煤巷道,围岩稳定性差,巷道破坏严重,控制困难。针对该问题,根据顶板锚索梁的不同布置方式,设计了横梁、纵向单梁、纵向双梁及纵横组合4种锚索梁支护对比方案,通过数值模拟得到了不同布置方式下围岩内部应力分布状态。结果显示：纵横组合方案作用下顶板连续受压区范围及数值最大（应力0.025-0.04MPa）,纵向单梁方案次之。分析其作用机制在于：纵向单梁方案中锚索和钢梁共同作用对顶板巷中部位的围岩产生更强的控制作用,形成的受压区面积和压应力值较大;纵横组合方案在纵向单梁方案优势基础上进一步增强了支护系统对巷中两侧顶板煤岩流动的控制,将顶板煤岩保持在相对更好的受力状态。最后通过现场试验对各方案的围岩控制效果进行了对比分析,验证了上述机制分析结论的正确性。; 张世国李为腾王富奇刘文江王琦; 关键词：布置方式

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国家教育部博士点基金(20130131120090)

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机构

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