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《华东交通大学》 2012年
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膨胀岩中巷道围岩湿度场的相似材料模型试验研究

刘伟  
【摘要】:膨胀岩的膨胀力和膨胀变形与其含水量或湿度直接相关,在膨胀岩体中开挖巷道,若能事先给定围岩的湿度分布情况,支护结构的设计与施工便可合理地开展。迄今为止,国内外尚没有人对膨胀岩中巷道围岩的湿度分布特征进行研究。本论文创新地采用相似材料模型试验方法,对采用钻爆法施工的巷道围岩含水量与原始应力大小、巷道开挖工艺的关系进行一些研究,探索膨胀性围岩在不同的地质环境和施工工艺条件下的湿度分布规律,以期为膨胀岩巷道合理支护与施工提供一些参考。 本文首先进行相似材料模型试验设计,包含相似材料研制和模型试验设计两部分内容。相似材料研制中包括膨胀岩相似材料的研制、锚喷支护材料选用与仰拱相似材料设计三部分内容,模型试验设计涉及试验装置设计和巷道断面设计两部分内容。通过试配研究,得到了一组能较好模拟膨胀岩的模型材料,即细砂:木粉:膨润土:石膏:水泥:水=2:0.153:0.5:0.3:0.2:1,其中水为含3%甘油的水溶液。 其次进行相似材料模型试验研究,以锚喷支护为前提,并考虑工程所处初始应力水平、是否设置仰拱以及仰拱设置时机三个因素,共设置了I、II与III三个模型,以探索膨胀岩中巷道围岩的湿度场分布特征,同时兼顾巷道围岩应力、巷道围岩和洞壁变形的数据采集分析。通过模型试验研究得出了: ①在锚喷支护前提下,初始应力水平对巷道围岩的湿度分布影响不大,但及早进行仰拱施作可以明显减少湿度影响范围; ②巷道围岩应力、围岩和洞壁变形与初始应力水平、是否及时施作仰拱有关,并间接受到湿度分布的影响。 ③巷道围岩沿着拱顶中线、直墙中线与底板中线三个特征线方向的环向应力整体表现为随着土压力盒远离巷道壁,压力先快速增大至某一极值,随后下降至某一稳定值,表现为一个“单峰”式的应力变化现象。 ④膨胀岩巷道围岩变形影响区以巷道拱顶与底板中线连线为对称轴,呈现为包围掌子面的规则或不规则的弧圈。
【学位授予单位】:华东交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TD353

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 付志亮;高延法;邹银辉;;软岩巷道蠕变与湿度应力场耦合研究[J];矿业安全与环保;2006年05期
2 傅学敏,潘清莲;岩石蠕变试验评述[J];阜新矿业学院学报;1988年01期
3 康红普;膨胀岩与巷道底臌[J];阜新矿业学院学报(自然科学版);1994年02期
4 杨庆;膨胀岩三轴膨胀试验的研究[J];包头钢铁学院学报;1996年01期
5 李康全;周志刚;;基于湿度应力场理论的膨胀土增湿变形分析[J];长沙理工大学学报(自然科学版);2005年04期
6 缪协兴,茅献彪,卢爱红;湿度应力场理论在软岩巷道围岩稳定性控制中的应用[J];矿山压力与顶板管理;2002年03期
7 郁时炼;茅献彪;卢爱红;;湿度场对膨胀岩巷道围岩变形影响规律的研究[J];采矿与安全工程学报;2006年04期
8 缪协兴;湿度应力场理论的耦合方程[J];力学与实践;1995年06期
9 时梦熊 ,吴芝兰;膨胀岩的简易判别方法[J];水文地质工程地质;1986年05期
10 刘礼成;南昆线那厘─百色段膨胀岩工程地质特征及设计施工意见[J];铁道标准设计;1996年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李彪,张子新;京珠高速公路石门坳隧道施工初探[J];地下空间;2001年01期
2 吴波,高波;锚喷支护隧道围岩稳定性粘弹性分析及应用[J];地下空间;2002年04期
3 刘庭金,朱合华,唐春安;围岩卸载损伤演化及应力场调整有限元分析[J];地下空间;2002年04期
4 毕继红,丛蓉;各种形状洞室的围岩压力分析[J];地下空间;2004年01期
5 周生国,黄伦海,蒋树屏,刘新荣;黄土连拱隧道施工方法模型试验研究[J];地下空间与工程学报;2005年02期
6 赵伶杰;贺少辉;;大跨度高边墙地下洞室围岩压力研究[J];地下空间与工程学报;2005年06期
7 张俊儒;仇文革;;隧道单层衬砌研究现状及评述[J];地下空间与工程学报;2006年04期
8 张楠;王述红;王晓明;李飞;;含弱层围岩的隧道变形破坏过程模型实验研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期
9 贾金刚;蒋美蓉;金丰年;吴畏;周健南;;引水隧洞施工及运营过程数值分析[J];地下空间与工程学报;2007年06期
10 蔡晓鸿;蔡勇斌;蔡勇平;甘晓荣;孙富学;;二向不等围压和内压作用下椭圆形洞室的计算[J];地下空间与工程学报;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 于江;陶西贵;熊炎飞;;膨胀软岩硐室开挖变形控制研究[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年
2 朱训国;杨庆;栾茂田;;隧道围岩中全长注浆岩石锚杆的应力分布分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
3 孙金山;卢文波;;非轴对称荷载下圆形隧洞围岩弹塑性分析解析解[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
4 赵瑜;李晓红;顾义磊;陈陆望;李丹;陈浩;;高应力区隧道围岩变形破坏的数值模拟及物理模拟研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
5 徐晗;汪明元;黄斌;杨洪;;土工格栅加筋膨胀土渠坡数值模拟研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
6 唐世斌;唐春安;李连崇;张永彬;;湿度扩散诱发的隧洞时效变形数值模拟研究[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
7 陶伟明;;高水位山岭隧道防排水原则的理论基础及其工程实践[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
8 王唢;赵明阶;蒋树屏;林志;;基于渐进性破坏理论的隧道围岩压力预测研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
9 谭罗荣;张梅英;邵梧敏;花莉莉;;云南某地膨胀土的胀缩特性研究[A];第四届全国工程地质大会论文选集(二)[C];1992年
10 种建涛;;煤矿马头门稳定性有限元分析[A];西部矿山建设工程理论与实践[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 邵玉娴;粘性土工程性质的温度效应试验研究[D];南京大学;2011年
3 温世亿;膨胀土渠坡若干关键技术问题研究[D];武汉大学;2010年
4 李国富;高温岩层巷道主动降温支护结构技术研究[D];太原理工大学;2010年
5 肖卫国;节理岩体本构模型和其细观力学方法理论研究[D];北京交通大学;2011年
6 郭磊;浅埋暗挖水下隧道管棚作用机理及开挖的扰动效应研究[D];中南大学;2010年
7 王炯;唐口煤矿深部岩巷恒阻大变形支护机理与应用研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
8 傅晏;干湿循环水岩相互作用下岩石劣化机理研究[D];重庆大学;2010年
9 张旭东;深部岩溶隧道溃水成灾机理及其工程处治技术研究[D];重庆大学;2010年
10 彭念;原位扩建隧道围岩力学响应机理研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏发强;新义煤矿三软煤层巷道围岩稳定与支护技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 何寿迎;黄岛LPG地下储库稳定性分析及支护设计优化[D];山东科技大学;2010年
3 刘武麟;临近断层回采巷道围岩变形特征及支护技术研究[D];山东科技大学;2010年
4 张美政;复合结构柔性反底拱应用于软岩峒室稳定性控制研究[D];山东农业大学;2010年
5 刘波;地铁隧道围岩监测与有限元模拟[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 邱浩浩;铁路隧道CRD法施工引起的地表变形及其监控量测研究[D];长沙理工大学;2010年
7 邓超荣;基于破碎围岩条件的小间距隧道围岩稳定性分析[D];长沙理工大学;2010年
8 赵明洲;郭二庄矿松软煤层回采巷道中空注浆锚索支护技术研究[D];河北工程大学;2010年
9 赵晋泽;回采巷道锚杆支护拱形布置实验研究[D];河北工程大学;2010年
10 张文完;基于三剪统一强度理论的ANSYS二次开发及其应用[D];南昌大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 戚国庆,黄润秋;土水特征曲线的通用数学模型研究[J];工程地质学报;2004年02期
2 罗鸿禧;周芳琴;;郧县胀缩土的矿物成分及微观结构的研究[J];工程勘察;1981年05期
3 缪协兴,茅献彪,卢爱红;湿度应力场理论在软岩巷道围岩稳定性控制中的应用[J];矿山压力与顶板管理;2002年03期
4 谭罗荣;粘土矿物定量分析研究[J];矿物学报;1984年04期
5 缪协兴;湿度应力场理论的耦合方程[J];力学与实践;1995年06期
6 刘自明;桥梁结构模型试验研究[J];桥梁建设;1999年04期
7 赵震英,叶勇,肖明;大型洞群开挖围岩稳定研究[J];人民珠江;1996年02期
8 左东启;相似理论20世纪的演进和21世纪的展望[J];水利水电科技进展;1997年02期
9 赵震英;洞群开挖围岩破坏过程试验[J];水利学报;1995年12期
10 李生林,秦素娟,薄遵昭,吴兰洲;广西宁明膨胀土组成成分、组织结构及工程地质特性的研究[J];水文地质工程地质;1980年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 荣传新,程桦;地下水渗流对巷道围岩稳定性影响的理论解[J];岩石力学与工程学报;2004年05期
2 黄志刚;刘立忠;;如何控制好巷道的轮廓[J];黑龙江科技信息;2003年09期
3 李德海,马成合;回采对巷道围岩移动的影响[J];煤炭工程;1993年07期
4 陈友武;;西细庄矿锚杆支护优化设计[J];河北煤炭;2009年04期
5 李秋平,曹彦成;煤矿巷道围岩结构特征[J];山西煤炭;2003年03期
6 康红普,林健;我国巷道围岩地质力学测试技术新进展[J];煤炭科学技术;2001年07期
7 甘经国;软岩巷道的稳定性分析[J];矿山压力与顶板管理;1990年03期
8 高清;;巷道围岩综合评价与实践应用[J];科技咨询导报;2007年18期
9 王永槐;杨吉文;韩书才;;急倾斜煤层煤岩结合弱面巷道锚网支护快速掘进技术[J];煤矿开采;2008年01期
10 陶铭涵;;浅析矿井深部主要巷道的变形与防治[J];煤炭工程;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张华;安骏勇;宋宏伟;;软岩巷道破坏机理分析[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
2 李凤仪;孙久政;王维维;于超;;深埋煤层开采巷道围岩灾变及其致灾机理分析[A];中国软岩工程与深部灾害控制研究进展——第四届深部岩体力学与工程灾害控制学术研讨会暨中国矿业大学(北京)百年校庆学术会议论文集[C];2009年
3 李元树;陈勇;杨文华;罗东澜;刘菊梅;魏福生;王宏图;黄华良;尹光志;钟光明;;矿井深部巷道围岩变形破坏机理及支护技术[A];2003年度中国煤炭工业协会科学技术奖获奖项目汇编[C];2004年
4 付祥明;魏永启;孙宗凯;王英德;;矿井深部软岩巷道二次复合支护技术探讨[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2006年学术年会论文集[C];2006年
5 卢爱红;茅献彪;;应力波作用下巷道围岩发生冲击失稳的能量密度判据[A];中国岩石力学与工程实例第一届学术会议论文集[C];2007年
6 刘沐宇;李新平;;可拓识别方法在巷道围岩分类中的应用[A];第一届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集(下册)[C];1999年
7 闫吉太;冯增强;;南屯煤矿软岩巷道围岩控制技术[A];世纪之交软岩工程技术现状与展望[C];1999年
8 吕家立;何亚男;;ADINA在柳新煤矿软岩回采巷道支护改革中的指导作用[A];岩土力学数值方法的工程应用——第二届全国岩石力学数值计算与模型实验学术研讨会论文集[C];1990年
9 袁亮;;积极推进“新理论”研究[A];新观点新学说学术沙龙文集21:深部岩石工程围岩分区破裂化效应[C];2008年
10 郭涛;任晓东;;软岩巷道变形破坏原因的分析[A];矿山建设工程新进展——2005全国矿山建设学术会议文集(下册)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 阳文;两项科研成果通过专家鉴定[N];中国煤炭报;2008年
2 霍州煤电集团庞庞塔煤矿 李龙生;动压区大倾角非对称受力巷道支护设计优化[N];山西经济日报;2011年
3 汪炳青;中国矿大三项涉煤科技成果通过鉴定[N];经理日报;2009年
4 蒲德贵;沉着应急自救 七矿工成功脱险[N];中华合作时报;2006年
5 吴剑 见习记者 徐晨;纪录是这样创造的[N];贵州政协报;2010年
6 曲昌荣;69名矿工全都获救啦![N];人民日报;2007年
7 记者 杨晓东;挺直了腰杆 “支”出了效益[N];中国煤炭报;2010年
8 程卫星 段国俊;浅谈高强锚杆及小直径预应力锚索在霍西煤田开发及应用[N];科学导报;2006年
9 马洪胜 盛玉强 王建;东滩矿创新激发企业活力[N];中国职工科技报;2008年
10 董书民 张刚;山东兴隆庄煤矿一科研成果填补国内空白[N];中华合作时报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈旭光;高地应力条件下深部巷道围岩分区破裂形成机制和锚固特性研究[D];山东大学;2011年
2 王丽;巷道围岩流变损伤及应力演变理论研究与数值模拟[D];中国矿业大学(北京);2012年
3 朱庆华;深部骑跨采巷道围岩变形力学分析及稳定性控制研究[D];中国矿业大学;2010年
4 肖同强;深部构造应力作用下厚煤层巷道围岩稳定与控制研究[D];中国矿业大学;2011年
5 代进;综放回采巷道围岩裂纹扩展与类板结构及其非均称控制[D];山东科技大学;2007年
6 秦昊;巷道围岩失稳机制及冲击矿压机理研究[D];中国矿业大学;2008年
7 王琦;深部厚顶煤巷道围岩破坏控制机理及新型支护系统对比研究[D];山东大学;2012年
8 樊克恭;巷道围岩弱结构损伤破坏效应与非均称控制机理研究[D];山东科技大学;2003年
9 韦四江;预紧力对巷道围岩锚固体稳定的作用机理及工程应用[D];河南理工大学;2011年
10 陈加轩;采动应力演化对底板岩巷失稳影响机理及控制研究[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘伟;膨胀岩中巷道围岩湿度场的相似材料模型试验研究[D];华东交通大学;2012年
2 李海涛;深部巷道围岩非连续破裂机理研究[D];山东科技大学;2011年
3 陈红续;青东矿软弱破碎巷道围岩稳定性分析及控制技术研究[D];安徽理工大学;2012年
4 李登月;朱仙庄矿破碎带巷道围岩稳定控制研究[D];河南理工大学;2011年
5 李志健;大强煤矿热害区巷道围岩温度场的多场耦合模拟分析[D];辽宁工程技术大学;2011年
6 唐丽娟;深部巷道围岩的导热性试验与温度场分布的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 王玮;基于应力判据的圆形巷道围岩岩爆过程模拟及参数影响研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
8 洛锋;高地应力巷道围岩破坏特征及支护机理试验研究[D];河北工程大学;2011年
9 张向农;刘桥一矿煤巷锚杆支护技术优化研究[D];安徽理工大学;2006年
10 奚家米;锚喷支护巷道围岩稳定可靠度分析[D];西安科技学院;2002年
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