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软硬岩层互层巷道顶板稳定性分析

黄达  
【摘要】:地下工程围岩稳定性问题是极为复杂的力学问题,围岩的破坏往往是多种复杂因素相互作用的结果,人们观察到的围岩变形破坏状态是多因素作用结果表现出来的现象。在煤层地层中,以沉积岩为主的层状岩体分布广泛,其中尤以软硬互层岩体广泛分布。由于层状岩体变形和强度特征具有明显的各向异性,因此很多学者一直在对其进行研究。 本文首先描述了层状岩体的工程地质特征,着重分析层状岩体的软弱夹层、泥化夹层、层间裂隙、切层裂隙、变形和力学特性。然后把层状岩体看作横观各向同性介质,在三维快速拉格朗日算法基础上,采用三维显式有限差分法程序对各类结构层面发育、软硬互层层状顶板的破坏特征、挠度与下沉特征、应力变化等规律进行了计算机三维数值模拟。主要研究成果如下:①根据煤系地层的结构特征及其对巷道围岩稳定性的影响,提出层状岩体的分类依据,并分成五大类。②在垂直应力不变,不断改变水平应力的条件下,分析各类软硬岩互层项板的应力、变形、破坏规律。③把层厚分成薄、中、厚,分析层厚对各类软硬岩互层顶板的应力、变形、破坏规律。④在巷道高度恒为4m时,改变巷道宽度,分析巷道宽度各类软硬岩互层顶板的应力、变形、破坏规律。 这一研究将对软硬互层岩体中巷道围岩的稳定性及其锚固方式与锚固参数的选择提供理论依据。同时,使大家 太原理工大学硕士研究生学位论文 对这种岩体的力学行为有一个更深刻的认识,以便更好地 发展我国地下工程事业。


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