松动圈理论应用概述

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1、松动圈理论应用概述OntheApplicationofLooseCircleTheory曲懋轩QUMao-xuan日侯克鹏HOUKe-peng(昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093)(FacultyofLandResourceEngineeringofKUST,Kunming650093，China)摘要院巷道围岩松动圈支护理论在地下工程中的应用日益受到重视。木文对松动圈厚度的测试方法、计算方法进行了阐述与分析。另外还阐述了根据松动圈厚度确定围岩类型和支护方法，提出了今后的研究方向。Abstract:Theapplicationofroad

2、waysurroundingrockloosecirclesupporttheoryinundergroundengineeringisdrawingmoreandmoreattention.Thetestmethodandcalculationmethodofloosecirclethicknessareanalyzedinthisarticle.Themethodtodeterminethesurroundingrockandsupportingmethodaccordingtoloosecirclethicknessisalsodiscusse

3、d,puttingforwardthefutureresearchdirection.关键词院松动圈；测试方法；影响因素；计算方法Keywords:loosecircle；testmethod；influencingfactors；calculationmethod中图分类号院TD353文献标识码院A文章编号院1006-4311(2014)02-0272-030引言随着地下采矿深度的增加，大型水电站、隧道、地铁、地下储库等的地下工程数量H益增长，所遇到的地下空间支护问题也越来越多。原有的经验理论公式己不能满足节约采掘成木的要求。自1964年太沙基研宄

4、了松动圈并提出了冒落拱理论以来，很多国家的专家、学者都对松动圈理论进行了探索，如：曰木的池㈩和彦、印度的AlK.Dube等人，使得松动圈理论得到初步发展。20世纪70年代至80年代中期，中国矿业大学董方庭、宋宏伟等专家，在前人的理论基础上，从研究掘进巷道后围岩的客观物理状态入手，通过对松动圈力学等性质的研宄，比较系统的提出了围岩松动圈支护理论。目前，松动圈支护理论在多个矿区各类围岩中进行了工程试验。实践证明，围岩松动圈理论抓住了支护的主要因素,所确定的支护形式与支护参数更符合现场要求，节约了支护成本，经济效益显著［1】。1巷道围岩松动圈支护理论巷道围

5、岩松动圈是指在巷道开挖后，巷道周围围岩应力平衡被打破，应力需要重新分布，巷道周边砬力由原有的三向砬力状态变成二向应力状态，径向力转变为0,并产生应力集中，若集中应力小于岩体强度时，围岩处于弹塑性稳定状态。当集中应力超过围岩强度吋，巷道周边岩石首先发生破坏，然后向岩体深部扩展，直至一定深度后取得三向应力平衡为止，此吋围岩已经过度到破碎状态，这种松弛的破碎带被称为松动圈，所以围岩松动圈是地下工程中客观存在的实际物理学状态，松动圈用其厚度进行度量，一般表示为Lp［2-5］o2松动圈厚度的主要测试方法与理论汁算公式围岩松动圈的厚度的测试技术很多，并且在不断发

6、展。0前常用的测试方法主要有超声波法、多点位移计法、地质雷达法、电阻率法和渗透法等。测试原理与主要测试方法等简单介绍见表1，详见文献［6］。2.1松动圈主要测试方法2.2.3的松动圈数学模型是以溪洛渡右岸地下厂房声波信息为基准的，实际上综合了一些施工影响，并不是理想开挖，并且认定支护对围岩松动圈作用不大，在大型地下硐室开挖方面有一定理论根据但缺乏验证，2.22是根据文献［8］提出的围岩松动圈理论计算。虽然0前很多学者提出了计算方法，但计算方法的运用存在局限性，得到松动圈厚度值最好的方式就是通过仪器测试，但是现场实测松动圈是无法预知未开挖巷道松动圈厚度

7、值，而且实测法费用昂贵，尤其是在裂隙发育，围岩比较松软吋更不好测得松动圈厚度值。许国安，靖洪文提出智能预测方法，开发出集松动圈预测系统创建和应用一体的智能预测软件［9】。江权、冯夏庭等根据松动圈位移增量信息提出反分析岩体力学参数［10］，为科学指导设计和施工都提供了良好依据。3松动圈厚度的影响因素及规律分析3.1地应力的影响理论分析表明：巷道在未收采掘影响的情况下，埋深是影响巷道围岩稳定的主要因素。从图1可知：随矿井深度H的增加，松动圈的厚度Lp开始表现为非线性增人，II增速较快，往后逐渐变缓，呈近似线性增大；埋深对围岩松动圈厚度Lp的影响程度与岩体

8、强度关系密切，强度越大，影响就越小，反之则影响大。3.2岩石强度的影响影响松动圈厚度Lp的另外一个主要因素是