不同应力条件下巷道底臌机理及控制技术的研究

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1、论文题目：不同应力条件下的巷道底臌机理及控制技术研究作者姓名：邱龑入学时间：2009年9月专业名称：岩土工程研究方向：城市与矿山地下工程指导教师：尤春安职称：教授论文提交日期：2012年5月论文答辩日期：2012年6月6日授予学位日期：RESEARCHONMECHANISMANDCONTROLTECHNOLOGYOFROADWAYFLOORHEAVEUNDERDIFFERENTSTRESSCONDITIONSADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsof

2、thedegreeofMASTEROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyQiuYanSupervisor:ProfessorYouChun‟anCollegeofCivilEngineeringandArchitectureMay2012声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONI

3、declarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitut

4、e.Signature:Date:山东科技大学硕士学位论文摘要摘要随着我国煤炭工业的发展，我国传统产煤地区的煤炭资源日益枯竭，我国的煤炭生产必将向地下深埋方向和西北地区发展。大埋深岩体处于高地应力状态下，而我国西北地区构造应力条件复杂，均使得巷道围岩在此类环境下受力复杂，巷道围岩易变形，支护困难，研究不同应力条件下的巷道底臌特征，底板变形机理及底臌控制技术有着十分重要的意义。本论文结合山东能源新矿集团华丰煤矿深埋硐室绞车房基础变形和山东临沂矿业集团上海庙矿业公司榆树井煤矿构造应力作用下巷道的底臌问题，根据国内外的研

5、究现状，针对巷道底板加固出现的问题，运用理论分析、数值模拟、现场位移监测与工程实践相结合的研究方法，主要研究成果体现在：(1)分析了深埋巷道底板变形破坏机理：基于塑性力学滑移线理论，推导出竖直应力作用下底板的极限承载力的Prandtl解，分别推导出底板速度场的Prandtl解、Hill解，并基于此两种不同解，分别解释了底臌变形的两种形式。(2)在对比了锚喷支护、锚梁支护、锚注支护和U型钢支撑等巷道支护理念和巷道支护形式的选择原则的基础上，提出了抗滑桩应用于高地应力作用下的深埋巷道的底臌控制技术。(3)研究了构造应力

6、作用下巷道底板变形破坏机理：基于压杆稳定理论，分析了水平荷载作用下的巷道底臌变形；通过ANSYS数值模拟，分析了相同竖直应力，不同水平应力作用、无支护条件下的巷道开挖后的变形破坏机理。(4)基于弹性地基圆弧梁理论，结合数值模拟，提出了反底拱应用于构造应力作用下的巷道的底臌控制技术。关键词：底臌；滑移线；抗滑桩；弹性地基梁；反底拱；ANSYS数值模山东科技大学硕士学位论文AbstractAbstractWiththedevelopmentofChinesecoalindustry,coalresourceintrad

7、itionalcoalproducerareaisincreasinglyexhausted.CoalproductioninChinawillbedevelopedtodeepburiedroadwayandnorthwestregion.Rockwithlargeembeddeddepthisunderhighcrustalstress.Tectonicstressconditioniscomplicatedinnorthwestregion.Surroundingrocksinroadwayareeasily

8、deformateanddifficulttobesupportedinthesecomplicatedstressenvironments.Ithasveryimportantsignificanceinresearchofroadwayfloorheave’scharacteristicsindifferentstressconditions,defor