一、软岩巷道破坏分析及其支护参数的选择（论文文献综述）
张荟懿[1]（2021）在《木家庄煤矿深部软岩巷道变形破坏机理及支护研究》文中研究表明随着煤炭开采深度的不断增加,深部开采已经逐渐成为了一种常见的开采模式。根据深部开采的条件,需要使用相应的支护手段,控制巷道围岩变形。在大量的深部矿井中,围岩主要由工程软岩构成,这对如何有效进行支护工作提出了挑战。在深部软岩条件下,巷道围岩变形大,底臌严重等问题十分严重,威胁着煤矿井下的生产安全与生命安全。针对这种巷道围岩变形问题,本论文以木家庄煤矿5号煤下山巷道支护作为工程背景,通过理论分析、数值模拟、现场工程试验的方法,研究了煤矿深部软岩巷道变形机理;并在总结了各种影响因素后,利用数值模拟手段,分析了符合工程条件的合理的支护方式,进行了现场应用。主要得出了如下研究成果:（1）通过建立巷道围岩变形的理想力学模型,分析了巷道围岩变形规律与特征,得出了巷道围岩塑性区半径与塑性区位移的表达式;（2）研究巷道围岩变形机理发现:随着巷道埋深增加,巷道围岩塑性区的分布范围也将扩大、位移量上升;而巷道围岩自身性质中,内摩擦角对巷道围岩塑性区变化影响不大,相对地,内聚力则可以正面影响围岩体的稳定;围岩附近分布的断层改变了巷道所处的应力环境,造成巷道失稳;地下水产生的压力也会促进围岩中裂隙的出现,引发变形破坏;（3）运用FLAC3D软件,建立木家庄煤矿5号煤下山巷道的三维模型,根据模型研究了巷道变形过程中的塑性位移、应力分布与塑性区分布的变化,并将新设计的通过增加锚索控制巷道围岩的新掘巷道支护方案结合巷道模型进行验证,发现新方案可以有效控制巷道围岩的变形,降低巷道围岩变形的位移量与变形速度;（4）在木家庄煤矿5号煤下山巷道的新掘巷道试验段对新支护方案进行了现场应用验证,在180天的观测后,结果表明,巷道围岩底臌量从500 mm左右下降到240 mm以下,顶底板移近量从接近1000 mm下降到450 mm左右,即巷道围岩变形已经得到了有效的控制。
蔡金龙[2]（2020）在《侏罗系弱胶结软岩巷道变形失稳机制及应用研究》文中研究表明我国中东部地区煤炭资源逐渐枯竭,煤炭资源开采逐步向西部地区发展,然而侏罗系弱胶结岩层广泛分布于我国西部地区,此类岩体胶结性差,层间粘合力差,遇水砂化泥化崩解,在此类岩体中开挖的巷道易发生围岩失稳现象,巷道维护困难,是西部煤矿安全生产中亟待解决的问题。本文以侏罗系地层泊江海子矿弱胶结软岩巷道支护为工程背景,综合采用现场调研、室内试验、理论分析、数值计算、物理相似模拟和现场工程实践等方法,探究了弱胶结软岩巷道围岩的物理力学性质、巷道变形特征、顶板弱胶结软岩体的本构模型,揭示了弱胶结软岩巷道顶板失稳机制,基于上述研究成果提出了弱胶结巷道围岩控制对策,并进行现场实践,效果较好。本论文主要研究成果如下:（1）通过现场调研,得出了弱胶结巷道冒顶区冒落特征,明确了巷道失稳原因:侏罗系煤系地层成岩时间短,胶结性差,层间粘结力弱,裂隙较发育;受弱含水层和掘进扰动影响,岩层层间胶结能力随时间推移具有不同程度弱化;巷道断面为矩形,易导致巷道肩角应力集中;巷道跨度大,在顶板下部易产生较大拉应力,且顶板结构复杂;采用锚网索支护的巷道,围岩锚固拱整体易失稳,形成锚固区外松脱型冒顶。（2）通过XRD、SEM和岩石铸体薄片观察,分析其矿物成分和微观结构;采用室内试验测定其单轴抗压、抗拉强度等力学参数,分析了弱胶结岩石遇水崩解和泥化特性;采用MTS816型电液岩石力学测试系统,开展了常规三轴试验,揭示了弱胶结软岩的变形破坏机理,弱胶结软岩呈现出明显的脆性破坏,岩石峰值强度、残余强度和弹性模量随围压增大而增大,泊松比随围压增大而减小规律。（3）基于常规三轴试验结果,引入了修正系数η,基于力学损伤对于弱胶结软岩微单元强度k的影响服从Weibull分布,建立了弱胶结软岩力学损伤本构模型,其关系式为:（?）通过数值计算得到了不同围压岩体试样的应力-应变曲线,并与实验数据进行对比分析,验证了本文提出的损伤本构模型的准确性;讨论了本构模型中的参数取值范围与应力-应变曲线的关系。（4）建立了复合顶板受力变形的力学模型,分析了离层失稳原因;构建了巷道复合顶板裂隙发育的力学模型,推导出裂隙发育的起裂角和临界应力;引入扩展应变能密度因子,建立其裂纹开裂角θ 0裂隙失稳判据;明确了顶板冒落失稳机制:巷道顶角处发生剪切破坏而形成裂隙,该裂隙带沿裂隙扩展角至易离层的软弱层理面,并与之相互贯通,发生冒顶。（5）建立了数值计算模型,探究了弱胶结层理、不同断面形式等单因素影响下巷道围岩塑性区、应力场、位移场演变特征,揭示了弱胶结软岩巷道围岩变形破坏规律,围岩稳定性动态响应特征,为合理支护技术提供重要的理论依据。（6）利用两向四面加载装置试验系统,通过持续增载（开挖扰动和采动影响）作用,对常规支护和优化支护两种支护条件下进行模拟分析,研究了各个阶段内的巷道表面位移、应力变化规律和离层裂隙演化特征,获得了支护形式变化对巷道周边围岩变形破坏演化的影响规律。（7）基于现场调研巷道冒顶失稳原因,结合数值模拟和物理模拟研究成果,提出了弱胶结巷道控制对策为:高强度高预紧力“倒梯形”锚网索梁支护结构+直墙切拱形为巷道断面+全断面喷浆耦合支护形式,并通过理论计算确定锚杆、锚索长度和支护密度,确定其支护参数。将确定的巷道支护方案进行现场实践,监测表明,巷道没有发生明显变形,无冒顶现象,较好地控制了巷道顶板围岩稳定性。图[109]表[14]参[161]
万策[3]（2020）在《基于松动圈理论的软岩大变形隧道支护技术研究》文中提出随着国家公路、铁路建设的大力发展,需要修建穿越各种复杂地质情况的隧道工程,而在软岩隧道的施工过程中,容易发生大变形、侵限等工程问题,因此有必要进行深入研究软岩隧道的围岩稳定性和支护技术。本文依托成兰铁路某新建隧道,对软岩的力学特性进行分析,在此基础上依托围岩松动圈理论进行围岩稳定性分析。然后依托实际工程进行理论计算,根据计算结果对隧道初期支护参数进行优化。再通过数值模拟计算对比分析参数优化前后围岩的稳定性。最后将参数优化后现场实测得到的结果与理论计算、数值模拟的结果进行对比分析,得到主要结论如下:（1）由千枚岩的物理指标测试可知,隧址区千枚岩的含水率较低,节理发育较强,完整性较差。通过单轴压缩试验过程中的声发射特征曲线可知试件在压密阶段、弹性阶段声发射活动均较少,在试件临近破坏前声发射活动骤增至峰值。同时,基于Kaiser效应可知,原岩处于高地应力状态下,试件的破坏形态以张剪复合型破坏形态为主。（2）常规三轴压缩试验结果表明,试件的峰值强度、残余强度与围压成正比关系,峰后变形特征表现了应变软化现象。峰值应变的数量级达到了10-2,岩石的破坏形式从低围压的张拉-剪切破坏向高围压的剪切破坏过渡,表明了试件在高围压下具有延性破坏的大变形破坏特征。（3）根据强度参数与应变软化参数的关系为中间变量建立了基于统一强度理论的应变软化模型,通过模型拟合的千枚岩在不同围压下的峰后应力-应变曲线与常规三轴试验结果对比,验证了模型的可行性。在此基础上推导了隧道围岩松动圈半径及围岩位移的计算公式。（4）依托实际工程进行理论计算,根据理论计算的松动圈范围进行初期支护参数优化。在此基础上,采用FLAC3D数值模拟软件对参数优化前后的松动圈范围、围岩位移、围岩应力以及锚杆应力进行对比分析。可得,参数优化后的松动圈厚度减小了0.2～0.3m,同时,拱顶沉降、周边收敛分别降低了48.5%和45.4%,围岩最大主应力降低了43.5%,锚杆最大应力降低了28.3%,说明依托松动圈理论的参数优化能及时提供支护阻力,并有效的控制了围岩变形进而增加了围岩的稳定性。（5）通过现场测试得到松动圈厚度及围岩位移,将其结果与理论计算、数值模拟的计算结果进行对比,确定了松动圈范围及围岩位移的变化规律,进一步得到理论计算及数值模拟计算结果与现场实测结果比较接近,验证了基于统一强度理论的应变软化模型对软岩大变形隧道的围岩弹塑性分析具有较好的适用性。
肖禹航[4]（2019）在《钢管混凝土锚网喷联合支护试验研究》文中认为本文以国家自然基金（51474218）为依托,以南关矿3206回采巷道为工程背景,研究钢管混凝土支架及其与锚网喷联合支护与围岩相互作用关系,目的是完善地下工程用钢管混凝土支架的设计,并提供有利依据。从最基础的钢管混凝土短柱出发,研究了钢管混凝土短柱作用机理,通过课题组的结构试验测得不同壁厚钢管混凝土短柱极限承载力,以及不同壁厚下试件的泊松比与荷载间的关系,再根据弹性力学相关理论研究了钢管与核心混凝土之间的作用关系,定义了薄厚壁钢管混凝土短柱的界定,指出钢管壁厚与直径的比值存在一个临界点,当大于这个值时,钢管轴向应力呈现拉力与实际受力不符,当小于这个值时,钢管轴向应力呈现压力。结合试验给提出了薄、厚壁钢管混凝土短柱极限承载力的不同计算方法,计算结果与试验结果有较好的一致性。随后研究了钢管混凝土圆弧拱在六等分点均值加载下的作用机理,通过课题组的结构试验测得不同矢跨比、钢纤维体积掺量的钢管混凝土圆弧拱极限承载力以及变形破坏特征,指出矢跨比的增加能够提高圆弧拱的极限承载力,而钢纤维体积掺量的增加降低了圆弧拱的极限承载力,说明钢管混凝土圆弧拱在六分点等值加载下受轴力影响大于弯矩。通过数值模拟分析了拱顶、拱底截面弹性范围内、塑性范围内应力分布情况,也分析了不同钢管壁厚、不同试件的截面尺寸、不同矢跨比对钢管混凝土圆弧拱极限承载力的影响比重,指出截面尺寸影响大于矢跨比大于壁厚。根据拱桥弹性中心法计算出单位力下钢管混凝土圆弧拱各截面轴向应力、弯矩、剪力变化情况,结合试验结果和数值模拟结果,给出截面强度的合理假设,再根据钢管混凝土短柱中钢管与核心混凝土的相互作用机理提出钢管混凝土圆弧拱在六等分点等值加载下的极限承载力的计算方法,计算结果与试验结果有较好的一致性。钢管混凝土支架与锚网喷联合支护与围岩作用机理的研究中,设计了四组圆形巷道的相似模型试验,分别为无支护巷道、锚网喷支护巷道、钢管混凝土支架支护巷道（以下简称支架支护巷道）、钢管混凝土支架与锚网喷联合支护巷道（以下简称联合支护巷道）。实施相似模型试验过程中解决了圆形巷道难以预埋锚杆的问题。通过模型试验分析对比了无支护巷道、锚网喷支护巷道、支架支护巷道和联合支护巷道围岩变形破坏特征、围岩位移、围岩应力情况。试验指出:无支护巷道,底板观察线最先发生松动,后出现帮部发生开裂,随着荷载不断增加,帮部的裂隙向顶板扩张,并伴随片帮和顶板垮落现象。锚网喷支护巷道,帮部、顶板观察线几乎同时出现松弛现象,且松弛范围大,说明锚网喷支护可使巷道表面破碎围岩与深层围岩形成一个变形较连续的整体,继续增加荷载,底鼓现象凸显,肩部钢带发生弯折,部分锚杆嵌入围岩中,顶板部分垮落。支架支护巷道,帮部支架先与围岩接触并起到一定支撑作用,两帮无变形,顶底板处的围岩处于无支护状态,顶底板变化与无支护相似。继续施加荷载,顶部圆弧拱矢跨比增加,顶部圆弧拱承载力也增加,帮部圆弧拱承载力降低,最后巷道呈现立椭圆状。联合支护巷道,在支护前期,顶板围岩与锚网喷支护变形特征相似,与锚网喷支护不同的是,支架先与帮部接触,导致帮部观察线未松动;也导致与支架支护相比,顶板观察线松动范围更大,联合支护效果明显优于锚网喷支护和支架支护。最后,根据弹塑性理论,优化了考虑合理喷层厚度和锚索影响的承压环理论,通过数值模拟试验,并结合相似模型试验,分析了锚网喷支护、支架支护、联合支护这三种支护形式对围岩位移、围岩应力分布和塑性区的影响,且通过分析支架、锚杆、锚索对浅层围岩的影响,印证了承压环理论的合理性,最后通过工程实例印证了承压环理论的适用性。
董海龙[5]（2019）在《非均匀应力场巷道围岩分区模型及塑性区解析研究》文中提出随着煤炭资源开采深度的增加,巷道围岩因流变等因素而发生的变形破坏及支护困难等问题逐渐凸显,解决巷道的长期稳定性与安全性问题,确保煤矿的安全高效开采,成为当前面临的主要任务。巷道围岩变形破坏的根本原因是塑性区的形成与扩展,合理准确确定塑性区至关重要。但由于地应力的不确定性、围岩介质的复杂性以及相关理论的局限性等原因,目前非均匀应力场巷道围岩塑性区的解析问题尚没有很好的解答,有关理论研究鲜有考虑岩土类材料的流变特性。因此,在考虑岩体流变的情形下,对非均匀应力场巷道围岩塑性区展开研究具有重要的理论工程意义。本文以皖北许疃煤矿-500 m水平81采区南翼轨道大巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟、实验室试验、现场实测等方法,系统研究了非均匀应力场巷道围岩塑性区的解析问题,揭示了岩体流变对围岩塑性区的影响规律,建立了兼顾岩体流变的围岩变形分区模型,剖析了既有理论近似解析法的优势与不足,并给出了相对合理准确的非均匀应力场巷道围岩塑性区近似解,取得了以下主要结论:（1）测定了对象巷道岩石的抗压强度、长期强度和残余强度,并以之为基础确定了岩石的内摩擦角、内聚力及其变化规律,揭示了对象巷道围岩应变软化特征表现明显以及应变软化效应主要是由内聚力的降低所致的事实,为后续研究提供了参数支撑。（2）稳定的巷道围岩应力峰值不高于一定围压下的长期强度,基于这一点并结合蠕变终止轨迹理论建立了兼顾岩体流变的3阶段应变软化模型。推导了均匀应力场巷道围岩应力、变形、位移及分区半径的闭式解,并结合实例探讨了岩体流变等因素对巷道围岩变形及应力分布的影响。结果表明:不计岩体流变实则无形中高估了围岩岩性,所得塑性区严重偏小,不利于巷道的长期稳定性评估及支护参数的确定。（3）以理想弹塑性模型为条件,就目前常用的几种非均匀应力场巷道围岩塑性区的近似解析法进行了初步评估。其中,复变函数法和小参数法不但求解复杂,并且前者以“塑性区为囊括巷道边界的连通域”这一不完全合理的假定为前提;后者侧压系数的合理取值范围较小,严重制约其在工程实际中的应用。为此,本文重点对近似隐式法和应力构造法的求解过程及其误差分析等内容展开研究,并以数值模拟结果为基准就各算法的合理性、准确性及适用性等问题进行了对比分析。结果表明:应力构造法固然存在理论缺陷,但在侧压系数为1的某个邻域内,其准确度较高;而在该邻域以外,其仅能确保围岩在水平（或竖向）轴上塑性区半径的精度,其余位置并不准确,甚至偏差很大。近似隐式法虽然也存在理论缺陷,而且以之求解的塑性区大小存在较大的理论误差,但它能够较好地反映塑性区形态的一般变化规律。鉴于此,本文从已有围岩水平轴上塑性区半径的估算法出发,以均匀应力场塑性区公式和总荷载不变的规律为基础,推导了非均匀应力场巷道围岩水平（或竖向）轴塑性区半径的解析解;再结合近似隐式法确定的塑性区形状,相对准确地给出了非均匀应力场巷道围岩塑性区的近似解。该近似解消除了近似隐式法在侧压系数为1时的理论误差,确保了围岩塑性区半径在水平（或竖向）轴上的精度,是对原估算法的修正与推广,同时也是对近似隐式法的改进。最后,通过工程实例对比计算发现:侧压系数λ=1时,塑性区表现为“圆形”状,近似隐式法存在较大的理论误差,而修正算法、应力构造法以及复变函数法同解且与有限元法非常吻合;在λ=1的某个邻域内,塑性区表现为“椭圆”状,此时应力构造法与有限元结果吻合较好,准确度较高;而在该邻域以外,巷道围岩角部塑性区快速发展,形成“蝶形”状,此时由应力构造法、复变函数法求解的塑性区形状与有限元结果偏差很大,宜使用修正算法进行近似求解。（4）引入并验证了围岩塑性区形状与其材料模型的选择关系不大的观点,并从均匀应力场塑性区公式和总荷载不变的规律出发,结合理想弹塑性模型条件下的塑性区形状,在考虑岩体流变、峰后应变软化及扩容特性的情形下,根据相似原理给出了非均匀应力场深埋软岩巷道围岩塑性区的近似解。最后,结合实例就考虑岩体流变特性与否的两种情况进行了对比,结果表明:考虑岩体流变,塑性区分布相对合理;否则塑性区以“滑动楔形”状分布于围岩较小范围内,围岩几乎仅产生弹性变形,与工程实际相去甚远。可见,岩体流变特性对塑性区分布具有重要的影响,理论研究及工程实际中,应兼顾到岩体的流变特性,以确保巷道围岩的长期稳定与安全。（5）以皖北许疃煤矿-500 m水平81采区南翼轨道大巷为例,给出了本文理论求解非均匀应力场深埋软岩巷道围岩塑性区的方法及过程;并通过理论解析结果与松动圈现场实测结果及数值模拟结果的对比,论证了本文理论和方法的科学性和可靠性。
彭瑞[6]（2017）在《深部巷道耦合支承层力学分析及分层支护控制研究》文中研究说明随着煤矿进入千米开采阶段,如何掌握深部开挖巷道围岩力学支承结构的承载特性和失稳机理,制定合理的围岩控制技术,越来越受到煤矿企业的重视。但针对围岩力学支承层划分方法、支承层的承载范围变化规律、支承层力学承载特性与巷道结构性失稳相互作用关系、支承层稳定性影响因素、巷道结构性失稳支护控制方法等深层次问题亟待解决。本论文以深部巷道耦合支承层力学分析及分层支护控制为研究对象,综合岩石力学试验、数值仿真技术、理论研究和巷道模型试验以及工程实测等研究方法,提出深部巷道围岩"强-弱-关键"耦合支承层划分方法和参考标准,建立深部开挖巷道围岩耦合支承层力学模型,掌握耦合支承层的承载范围形成和演化规律,对比分析耦合支承层划分合理性,研究深部巷道"强-弱-关键"耦合支承层力学承载特性,探讨围岩耦合支承层稳定性与巷道结构性破坏作用关系,分析耦合支承层稳定性影响因素,提出巷道耦合支承层稳定性分层支护控制方法,研究高水平应力下分层支护巷道支承结构稳定性和围岩结构性破裂发展特点,最后科学化定量设计巷道结构性失稳分层支护对策。主要进行以下相关研究工作:1)深部巷道"强-弱-关键"耦合支承层力学承载机制。针对某千米深部巷道,选择稳定性较差的交叉点硐室展开研究。采用现场取芯和室内二次定角度取样,进行不同方向岩石的力学性质实验。利用单/双弦式应力计,测试巷道开挖-支护过程中次生应力场演化规律,提出围岩"强-弱-关键"耦合支承层力学模型划分方法,分析耦合支承层承载范围变化特点,基于钻孔窥视掌握松动圈的形成和演化规律以及实测围岩"内-主"支承层承载结构特征,判定围岩耦合支承层划分的合理性,数值研究巷道开挖-支护过程中,围岩耦合支承层的承载特征及其对巷道稳定性影响,进而阐明深部巷道耦合支承层的力学承载机制。2)深部巷道"强-弱-关键"耦合支承层弹塑性力学理论研究。考虑围岩耦合支承层力学模型,推导巷道弹塑性破坏与围岩耦合支承层之间力学作用方程;考虑深部岩石力学性质,选择合理的岩石本构模型;在巷道"开挖-支护"工程背景下,建立开挖卸荷效应围岩力学模型、"围岩-支护"耦合力学模型。通过算例分析,研究耦合支承层稳定性与巷道破坏之间耦合作用机制,分析围岩耦合支承层稳定性影响因素,阐明巷道结构性失稳机理。耦合支承层稳定性研究,包括围岩次生应力峰值转移、应力集中程度和围岩强度劣化等。3)深部巷道"强-弱-关键"耦合支承层稳定性分层支护控制效果。对应理论研究建立当量圆巷道模型,由理论研究提供的裸巷支承层结构特征,设计当量圆巷道分层支护方法。由前文数值模拟直墙半圆拱裸巷的支承层结构特征,设计相应的分层支护。利用FLAC3D对比模拟裸巷-原支护-分层支护下巷道支承层稳定性和围岩破坏特征,分析分层支护方案的合理性。4)高水平应力下分层支护巷道力学模型试验。采用巷道力学模型实验,分别设计当量圆、直墙半圆拱巷道的力学模型。通过自制平面应力模拟实验台,实现高水平应力加载,研究高水平应力对裸巷耦合支承层稳定性和围岩结构性破裂发展的不利影响,根据裸巷耦合支承层的承载结构设计分层支护,研究分层支护对于限制高水平应力引起的巷道耦合支承层失稳和围岩结构性破裂发展的效果。5)深部巷道工程实测研究。由现场实测获得的应力场和围岩力学性质,掌握裸巷耦合支承层结构特性,定量设计分层支护方案和支护参数,分析分层支护控制承载结构稳定性效果。采用深-浅位移观测和钻孔窥视,判断原支护和分层支护下围岩的支承层稳定性、松动圈形态分布、围岩弹塑性位移分布,判断改进的分层支护合理性。
刘长华[7]（2016）在《辛置矿310软岩轨道巷合理支护方案研究》文中研究指明软岩巷道支护一直是地下采掘活动的难题之一,是影响矿井安全高效生产的关键。辛置矿310轨道巷为软岩巷道,巷道变形严重,翻修次数多,严重影响巷道正常使用。论文以辛置矿310轨道巷为工程实例进行研究,运用理论分析、现场监测等方法,分析了 310软岩轨道巷变形破坏机理与失稳因素。310轨道巷为大松动圈软岩巷道,提出锚、网、索、喷联合支护方案与锚注支护方案,运用理论计算法与工程类比法确定支护参数,建立FLAC3D莫尔—库伦数值模型,对支护方案进行模拟分析,对比不同支护条件下位移、应力、塑性区的变化特点,确定采用锚注支护方案,对该方案进行工业性试验,现场监测结果表明,巷道围岩稳定,满足工程实际要求。310软岩轨道巷的锚注支护方案为矿井安全生产提供保障,对辛置矿其他软岩巷道支护具有指导意义,也为相同地质条件下软岩巷道支护提供借鉴。
王鹿[8]（2016）在《深层软岩巷道嵌合互补支护与数值模拟》文中提出在煤炭开采过程中,诸多煤矿巷道位于深层软弱围岩之中,深层软弱围岩具有高地压、强度偏低、流变性强等特点。深层软岩巷道支护中,复杂的工程地质条件和严峻的支护技术问题不仅威胁着生产安全,也在很大程度上阻碍着煤炭行业的发展。当前浅部软岩巷道的支护方式,在不断实践过程中产生了一些棚式支护、锚喷支护、砌碹支护、联合支护等花样繁多的支护形式,但针对深层软岩巷道支护方式的研究仍在摸索阶段。本文以“邹庄煤矿东翼轨道大巷修护技术”课题为背景,在锚索网支护的基础上,提出一种新型的支护模式,即“嵌合互补支护模式”。损坏巷道存在着原始应力高、应力状态改变较大、原支护形式单一、施工不严谨等问题。为了解决深层软岩巷道易出现变形的问题,验证嵌合互补支护结构中锚带网、索与注浆的合理性和效果性。论文以实验室试验、ABAQUS数值模拟等研究手段,对巷道破坏因素、围岩变形机理等进行了较深入的分析,提出了固圈强壳支护理论,给出了试验巷道的支护方案,研究成果对深部水平软岩巷道的稳定性研究具有一定的参考价值。
张合超[9]（2016）在《深部软岩巷道变形破坏特征及连续“双壳”支护实验研究》文中提出随着矿井机械化生产程度的不断提升,地下工程开采在生产规模与数量上也日渐扩大,深部建设成为了人类地下工程活动的必然选择。深部巷道及采场面临地质条件十分复杂,高地应力、高地温及软岩控制等问题愈加突出,研究深部软岩巷道变形破坏机理、围岩变形特征及巷道稳定性控制技术对深部资源开采有着重要意义。结合冀中能源邯矿集团陶二矿新南总回风巷高地应力巷道变形特征,根据国内外深部软岩巷道研究进展,运用理论分析与模拟方式研究了不同支护形式巷道围岩变形破坏特征、围岩收敛情况,对比分析了不同锚注支护参数（厚度、强度）下支护承载特性,主要研究成果为以下几个方面:（1）运用流变模型对深部软岩巷道进行黏弹性力学分析,推算得出围岩表面位移及变形速率的表达式,并利用数学计算软件绘制不同侧压系数下围岩位移及速率随半径变化曲线。结合该结构模型,通过数值模拟研究深部高地应力软岩巷道变形破坏特征,分析位移、应力、塑形区等随时间变化规律。（2）结合深井软岩巷道变形破坏特征及机理,提出双壳加固概念;浅部壳采用预应力锚杆与注浆的方式改善浅部围岩结构,预留出足够的膨胀能变形时间;深部壳阻隔地应力对浅部壳的进一步破坏,确保浅部壳足够的承载能力与巷道的长期稳定。（3）结合煤岩体破坏机制及力学原理,分析煤岩体注浆加固机理;通过实验室胶结体单轴压缩实验,得出注浆对不同注浆介质残余强度的影响特性,为后期实验与模拟中参数的反演计算打基础。（4）研究不同支护形式下巷道围岩围岩变形特征,划分λ<1情况下巷道在楔形破裂带、二次破裂带以及滑移失稳带的分区破坏特点;得出不同壳体支护参数下巷道围岩体变形破坏特征及其对双壳加固体承载特性的影响。（5）通过数值反演的方式确定了锚注体强度参数与应变之间关系,并嵌入数值计算模型之中。分析了不同壳体参数情况下双壳结构应力分布特点、双壳结构承载能力、峰值迁移规律,并对双壳支护参数对结构外部围岩稳定性影响进行进一步分析,并得出一些有益结论。
李海江[10]（2016）在《高地应力不同断面形状巷道围岩破坏特征及支护试验研究》文中指出我国煤矿开采深度在逐年增加,中东部一些矿井已经进入深部开采。深部矿井面临更为复杂的开采环境,尤其是巷道支护难题日益凸显。其中,高地应力是造成深部巷道变形破坏严重的重要因素,严重影响矿井的安全生产和高产高效,高地应力巷道围岩控制已经成为深部开采亟需解决的难题。因此,研究高地应力巷道围岩破坏特征及控制对深部开采具有重要的指导意义。本文在对高地应力巷道变形破坏现状调研的基础上,采用理论研究、相似材料模拟试验相结合的研究方法,分析了深部高地应力巷道围岩变形破坏的影响因素、破坏特点及变形破坏机理,介绍了巷道锚杆支护理论及支护机理,研究了高地应力圆形、矩形两种断面巷道围岩破坏特征,采用目前高地应力巷道常用的支护方式进行支护效果对比,并给出了一些补强和支护的建议。主要得出如下结论:（1）研究了λ<1状态下高地应力圆形巷道围岩破坏特征。在巷道开挖后,两帮围岩表面形成的切向应力集中超过其强度而发生剪切破坏,受上、下剪切滑移裂隙交汇切割,两帮围岩呈“楔形”破坏区域;剪切滑移裂隙延伸至顶板并相互交汇使顶板出现块状冒落,并呈现“月牙状”;剪切滑移裂隙延伸至底板并沿底板层理面发育,底板破坏呈现“盆底”状。（2）圆形岩层巷道采用锚网索喷的支护方式,与裸巷的破坏范围和顶底板变形量进行了对比。得出顶板下沉量减小13.3mm,底板底鼓量减小3.8mm,两帮破坏范围减小约30mm。锚网索喷支护有效控制了巷道围岩的变形破坏,支护效果较好。（3）研究了λ<1状态下高地应力矩形巷道围岩破坏特征。在巷道开挖后,顶底角处形成的应力集中超过其强度而发生剪切破坏,随后两帮围岩出现片帮,并呈“弧形”片落;顶板下沉挠度增大,出现拉伸破断和离层现象;底板在水平挤压应力作用下发生剪切错动并出现离层。（4）矩形煤层巷道采用锚梁网索的支护方式,与裸巷的破坏范围和顶底板变形量进行了对比。得出顶板下沉量减小27.7mm,底板底鼓量减小3.9mm,两帮破坏范围减小约70mm。锚梁网索支护有效控制了巷道围岩的变形破坏,支护效果较好。
二、软岩巷道破坏分析及其支护参数的选择（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、软岩巷道破坏分析及其支护参数的选择（论文提纲范文）
（1）木家庄煤矿深部软岩巷道变形破坏机理及支护研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 深部软岩的定义 |
| 1.2.2 深部软岩巷道变形破坏机理研究现状 |
| 1.2.3 深部软岩巷道变形破坏理论应用现状 |
| 1.2.4 深部软岩巷道支护技术研究现状 |
| 1.3 研究内容及研究方案 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法及技术路线 |
| 2 工程概况及巷道变形现状分析 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.1.1 井田概况 |
| 2.1.2 巷道概况及围岩地质特征 |
| 2.2 巷道变形现状分析 |
| 2.2.1 测站布置 |
| 2.2.2 观测数据分析 |
| 3 深部软岩巷道围岩变形破坏理论研究 |
| 3.1 深部软岩巷道围岩力学模型 |
| 3.2 巷道变形影响因素分析 |
| 3.2.1 埋深及地应力的影响 |
| 3.2.2 巷道围岩强度的影响 |
| 3.2.3 围岩区域地质构造的影响 |
| 3.2.4 孔隙水的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 深部软岩巷道支护效果数值模拟与支护方案优化 |
| 4.1 模拟方案设计 |
| 4.1.1 FLAC~(3D)简介 |
| 4.1.2 数值模拟模型建立 |
| 4.1.3 模拟方案设计 |
| 4.2 深部围岩支护效果数值模拟 |
| 4.2.1 巷道围岩位移量的变化 |
| 4.2.2 锚杆(索)应力 |
| 4.2.3 巷道围岩所受垂直应力 |
| 4.2.4 巷道围岩塑性区分布 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 针对木家庄煤矿的支护优化方案现场应用实测 |
| 5.1 现场应用方案 |
| 5.2 现场应用结果与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 存在的不足 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）侏罗系弱胶结软岩巷道变形失稳机制及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 弱胶结软岩物理力学性质研究现状 |
| 1.2.2 弱胶结软岩巷道变形失稳机制研究 |
| 1.2.3 弱胶结软岩巷道支护理论与控制技术研究 |
| 1.3 研究现状评述及存在的问题 |
| 1.4 研究内容、方法与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法和技术路线 |
| 2 弱胶结软岩物理力学特性与巷道宏观失稳特征研究 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.2 岩体基本物理力学特性分析 |
| 2.2.1 试件选取和加工 |
| 2.2.2 岩石物理特性分析 |
| 2.2.3 岩石力学特性分析 |
| 2.3 巷道宏观失稳特征分析 |
| 2.3.1 顶板围岩离层特征 |
| 2.3.2 冒落区宏观失稳特征 |
| 2.3.3 巷道围岩宏观失稳原因分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 弱胶结软岩本构模型与参数辨识研究 |
| 3.1 损伤力学理论基础 |
| 3.1.1 岩石损伤变量理论基础 |
| 3.1.2 岩石屈服准则 |
| 3.1.3 岩石损伤脆塑性损伤模型 |
| 3.2 弱胶结软岩本构模型建立 |
| 3.2.1 岩石损伤本构模型的建立 |
| 3.2.2 岩石损伤本构模型的参数确定 |
| 3.3 弱胶结软岩本构模型参数辨识及验证 |
| 3.3.1 岩石参数取值 |
| 3.3.2 Hoek-Brown参数辨识及对模型的影响 |
| 3.3.3 Weibull参数辨识及对模型的影响 |
| 3.3.4 残余强度对模型的影响 |
| 3.3.5 模型的验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 弱胶结软岩巷道变形失稳机制力学分析 |
| 4.1 巷道顶板离层机理分析 |
| 4.1.1 巷道顶板岩梁内力分析 |
| 4.1.2 巷道顶板离层失稳原因 |
| 4.2 巷道顶板冒落力学分析 |
| 4.2.1 裂隙尖端应力场分析 |
| 4.2.2 复合断裂准则 |
| 4.2.3 巷道顶板裂隙扩展参数分析 |
| 4.2.4 巷道顶板失稳机制分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 弱胶结软岩巷道围岩变形演化规律数值模拟分析 |
| 5.1 层理结构面对煤巷围岩稳定性影响 |
| 5.1.1 层理结构面对围岩应力场演化规律 |
| 5.1.2 层理结构面对围岩塑性区演化规律 |
| 5.1.3 层理结构面对围岩位移场演化规律 |
| 5.2 侧压力系数对巷道围岩稳定性影响 |
| 5.2.1 侧压力系数对围岩应力场演化规律 |
| 5.2.2 侧压力系数对围岩塑性区演化规律 |
| 5.2.3 侧压力系数对围岩位移场演化规律 |
| 5.3 断面形式对煤巷围岩稳定性影响 |
| 5.3.1 断面形式对围岩应力场演化规律 |
| 5.3.2 断面形式对围岩塑性区演化规律 |
| 5.3.3 断面形式对围岩位移场演化规律 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 弱胶结软岩巷道变形失稳物理模拟 |
| 6.1 试验模型设计 |
| 6.1.1 试验目的 |
| 6.1.2 试验过程 |
| 6.2 试验结果对比分析 |
| 6.2.1 常规支护方案分析 |
| 6.2.2 第二种支护方案分析 |
| 6.2.3 对比分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 弱胶结软岩巷道围岩控制及工程应用 |
| 7.1 巷道围岩控制技术研究 |
| 7.1.1 试验巷道工程概况 |
| 7.1.2 巷道围岩支护方案 |
| 7.2 试验巷道支护效果评价 |
| 7.2.1 矿压监测方案 |
| 7.2.2 支护方案评价 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（3）基于松动圈理论的软岩大变形隧道支护技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道围岩松动圈理论研究现状 |
| 1.2.2 软岩大变形隧道支护技术研究现状 |
| 1.3 研究内容及研究方法 |
| 2 软岩力学特性研究 |
| 2.1 软岩及围岩大变形的定义 |
| 2.1.1 软岩的定义 |
| 2.1.2 围岩大变形的定义 |
| 2.2 软岩室内试验研究 |
| 2.2.1 试件制备 |
| 2.2.2 物理指标测试 |
| 2.2.3 单轴压缩及声发射特征试验研究 |
| 2.2.4 常规三轴压缩试验研究 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 围岩松动圈理论及锚杆控制技术 |
| 3.1 围岩松动圈理论 |
| 3.1.1 围岩松动圈简述 |
| 3.1.2 围岩松动圈分析的强度准则确定及验证 |
| 3.1.3 围岩松动圈理论分析 |
| 3.2 基于松动圈理论的锚杆支护控制技术 |
| 3.2.1 锚杆选型 |
| 3.2.2 基于松动圈理论的锚杆参数设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 工程应用研究 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.1.1 工程地质条件 |
| 4.1.2 设计参数及宏观变形特征 |
| 4.2 隧道围岩的松动圈理论计算及支护参数优化 |
| 4.2.1 隧道围岩的松动圈理论计算 |
| 4.2.2 锚杆支护参数优化 |
| 4.3 数值模拟研究 |
| 4.3.1 数值模拟模型 |
| 4.3.2 数值模拟结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 现场测试与分析 |
| 5.1 围岩松动圈测试 |
| 5.1.1 测试方法及原理 |
| 5.1.2 松动圈测试方案及结果分析 |
| 5.2 监控量测 |
| 5.2.1 监控量测方法及内容 |
| 5.2.2 监控量测结果分析 |
| 5.3 对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（4）钢管混凝土锚网喷联合支护试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 钢管混凝土支架构件物理力学性能研究现状 |
| 1.2.1 钢管混凝土短柱物理力学性能研究现状 |
| 1.2.2 钢管混凝土直梁物理力学性能研究现状 |
| 1.2.3 钢管混凝土圆弧拱物理力学性能研究现状 |
| 1.3 钢管混凝土支架研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 2 钢管混凝土短柱作用机理研究 |
| 2.1 钢管混凝土短柱试验设计与结果 |
| 2.2 弹性、塑性钢管混凝土作用机理 |
| 2.2.1 钢管与混凝土相互作用的弹性分析 |
| 2.2.2 钢管与混凝土相互作用的塑性分析 |
| 2.3 极限平衡法分析钢管混凝土短柱塑性极限荷载 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 钢管混凝土圆弧拱作用机理研究 |
| 3.1 试验研究 |
| 3.1.1 圆弧拱试件的设计及结果 |
| 3.1.2 试件破坏特征 |
| 3.2 数值模拟 |
| 3.3 理论分析 |
| 3.3.1 拱结构内力分析 |
| 3.3.2 截面强度分析 |
| 3.3.3 局部失稳研究 |
| 3.3.4 四分之一圆弧拱整体失稳极限承载力估算 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 钢管混凝土支架及其联合支护相似模型试验 |
| 4.1 试验背景 |
| 4.1.1 试验目的意义 |
| 4.1.2 工程围岩情况 |
| 4.2 试验方案设计 |
| 4.2.1 相似模型参数确定 |
| 4.2.2 相似模型材料选择 |
| 4.2.3 监测点布置 |
| 4.3 试验执行过程 |
| 4.3.1 支护构件埋设方法 |
| 4.3.2 不同方案对比设计 |
| 4.3.3 加载及监测过程 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 相似模型试验结果与分析 |
| 5.1 巷道变形破坏特征 |
| 5.1.1 无支护巷道变形破坏特征 |
| 5.1.2 锚网喷支护巷道变形破坏特征 |
| 5.1.3 支架支护巷道变形破坏特征 |
| 5.1.4 联合支护巷道变形破坏特征 |
| 5.2 巷道表面位移对比分析 |
| 5.3 巷道应力对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 钢管混凝土与锚网喷联合支护理论研究 |
| 6.1 无支护巷道围岩应力和变形分析 |
| 6.1.1 无支护圆形巷道模型建立 |
| 6.1.2 弹性区围岩应力和位移分析 |
| 6.1.3 塑性区围岩应力和位移分析 |
| 6.2 承压环理论研究 |
| 6.2.1 承压环理论的应力分析 |
| 6.2.2 承压环理论位移分析 |
| 6.3 数值模拟分析 |
| 6.3.1 模型建立 |
| 6.3.2 巷道支护参数 |
| 6.3.3 围岩位移对比分析 |
| 6.3.4 围岩应力分析 |
| 6.3.5 塑性区分析 |
| 6.3.6 支护构件对浅部围岩的影响 |
| 6.3.7 支护构件受力分析 |
| 6.4 工程实例分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论和展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 讨论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）非均匀应力场巷道围岩分区模型及塑性区解析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 研究现状与存在的问题 |
| 1.2.1 巷道围岩变形分区模型的研究现状 |
| 1.2.2 非均匀应力场巷道围岩塑性区解析的研究现状 |
| 1.2.3 存在的问题 |
| 1.3 研究内容、拟解决的关键问题 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 拟解决的关键问题 |
| 1.4 研究方法与技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 巷道围岩物理力学特性试验研究 |
| 2.1 巷道围岩地质概况 |
| 2.2 岩石试验检测方案设计 |
| 2.3 试件物理参数及单轴压缩测试结果 |
| 2.4 三轴压缩及蠕变试验结果 |
| 2.4.1 试验结果汇总 |
| 2.4.2 长期强度的确定方法 |
| 2.4.3 试验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 考虑流变的均匀应力场巷道围岩变形分区研究 |
| 3.1 巷道围岩变形分区模型的建立 |
| 3.1.1 考虑流变的3阶段应变软化模型 |
| 3.1.2 巷道围岩变形分区类型 |
| 3.2 均匀应力场巷道围岩变形分区解析研究 |
| 3.2.1 弹性区+塑性软化区+破裂区模型的解析 |
| 3.2.2 弹性区+塑性软化区模型的解析 |
| 3.2.3 弹性区模型的解析 |
| 3.3 实例分析 |
| 3.3.1 岩体流变特性的影响分析 |
| 3.3.2 内聚力和内摩擦角的影响分析 |
| 3.3.3 初始地应力和支护荷载的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 非均匀应力场理想弹塑性巷道围岩塑性区解析研究 |
| 4.1 近似隐式法详解及其误差评估 |
| 4.1.1 非均匀应力场巷道围岩弹性应力 |
| 4.1.2 围岩塑性区的近似隐式解 |
| 4.1.3 近似隐式法的理论误差分析 |
| 4.2 非均匀应力场巷道围岩塑性区解析研究 |
| 4.2.1 围岩总荷载不变的规律 |
| 4.2.2 围岩水平轴上塑性区半径解析 |
| 4.2.3 围岩竖向轴上塑性区半径解析 |
| 4.2.4 理想弹塑性巷道围岩塑性区的确定 |
| 4.3 应力构造法解析及其误差评估 |
| 4.4 算法优劣的对比分析 |
| 4.4.1 算法合理性分析 |
| 4.4.2 数值模拟分析 |
| 4.4.3 算法准确性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 非均匀应力场深软巷道围岩塑性区解析研究 |
| 5.1 力学模型与理论基础 |
| 5.1.1 非均匀应力场深软巷道围岩变形分区模型 |
| 5.1.2 解析计算的理论基础 |
| 5.2 非均匀应力场深软巷道围岩塑性区近似解 |
| 5.2.1 围岩水平轴上分区半径解析 |
| 5.2.2 围岩竖向轴上分区半径解析 |
| 5.2.3 深软巷道围岩塑性区的确定 |
| 5.3 塑性区近似解的合理性与准确性验证 |
| 5.3.1 算法合理性验证 |
| 5.3.2 算法准确性验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 工程实例应用研究 |
| 6.1 巷道围岩变形监测 |
| 6.2 巷道围岩松动圈理论近似解 |
| 6.2.1 理论计算参数 |
| 6.2.2 理论计算结果及其分析 |
| 6.3 围岩松动圈的确定与对比 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 在学期间发表的学术论文 |
| 在学期间参加的科研项目 |
（6）深部巷道耦合支承层力学分析及分层支护控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景和意义 |
| 1.1.1 深部开采发展趋势 |
| 1.1.2 深部巷道失稳机理与稳定性控制研究必然趋势 |
| 1.1.3 深部巷道围岩力学支承层研究意义 |
| 1.2 研究现状及其评述 |
| 1.2.1 巷道弹塑性力学研究现状 |
| 1.2.2 巷道围岩力学支承层研究现状 |
| 1.2.3 巷道稳定性支护控制方法研究现状 |
| 1.2.4 研究现状评述 |
| 1.3 研究目的和内容及拟解决关键科学问题 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 拟解决关键科学问题 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 研究技术路线 |
| 2 深部巷道围岩"强-弱-关键"耦合支承层力学承载机制 |
| 2.1 深部巷道工程背景 |
| 2.2 深部巷道"强-弱-关键"耦合支承层力学承载特征分析 |
| 2.2.1 深部巷道围岩次生应力场形成和演化规律 |
| 2.2.2 深部巷道"强-弱-关键"耦合支承层力学承载特征 |
| 2.3 深部巷道"强-弱-关键"耦合支承层力学承载范围 |
| 2.3.1 开挖后裸巷耦合支承层力学承载范围形成特征 |
| 2.3.2 原支护围岩耦合支承层力学承载范围演化规律 |
| 2.4 深部巷道"强-弱-关键"耦合支承层结构合理性分析 |
| 2.4.1 深部巷道围岩松动承载圈演化特征 |
| 2.4.2 深部巷道围岩"主-内"支承层力学承载特征分析 |
| 2.4.3 深部巷道耦合支承层承载范围划分合理性 |
| 2.5 深部巷道耦合支承层力学特性及对巷道稳定性影响 |
| 2.5.1 深部硬岩巷道耦合支承层力学特性对巷道稳定性影响分析 |
| 2.5.2 深部软岩巷道耦合支承层力学特性对巷道稳定性影响分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 深部巷道"强-弱-关键"耦合支承层弹塑性力学理论研究 |
| 3.1 深部巷道耦合支承层力学模型及耦合作用关系 |
| 3.1.1 深部巷道耦合支承层力学模型 |
| 3.1.2 深部软岩巷道耦合支承层与巷道破坏特征耦合作用关系 |
| 3.1.3 深部硬岩巷道耦合支承层与巷道破坏特征耦合作用关系 |
| 3.2 深部巷道耦合支承层弹塑性力学分析理论基础 |
| 3.2.1 深部巷道开挖-支护过程围岩力学模型 |
| 3.2.2 考虑增量型本构关系的统一强度准则 |
| 3.2.3 围岩-支护耦合力学模型 |
| 3.2.4 软岩扩容-软化本构模型 |
| 3.2.5 硬岩脆性损伤本构模型 |
| 3.3 深部巷道耦合支承层弹塑性力学分析 |
| 3.3.1 软岩巷道耦合支承层围岩弹塑性力学分析 |
| 3.3.2 硬岩巷道耦合支承层围岩弹塑性力学分析 |
| 3.4 深部巷道耦合支承层与巷道破坏特性耦合作用力学分析 |
| 3.4.1 深部巷道地质力学参数 |
| 3.4.2 深部硬岩巷道耦合支承层与围岩弹塑性破坏耦合作用分析 |
| 3.4.3 深部软岩巷道耦合支承层与围岩弹塑性破坏耦合作用分析 |
| 3.5 深部巷道耦合支承层稳定性影响因素分析 |
| 3.5.1 深部硬岩巷道耦合支承层稳定性影响因素分析 |
| 3.5.2 深部软岩巷道耦合支承层稳定性影响因素分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 深部巷道"强-弱-关键"耦合支承层稳定性分层支护控制效果 |
| 4.1 深部巷道耦合支承层稳定性分层支护原理 |
| 4.2 深部当量圆巷道结构性失稳分层支护方法 |
| 4.2.1 深部硬岩当量圆巷道耦合支承层稳定性分层支护方法 |
| 4.2.2 深部软岩当量圆巷道耦合支承层稳定性分层支护方法 |
| 4.3 深部当量圆巷道耦合支承层稳定性分层支护效果分析 |
| 4.3.1 深部硬岩巷道耦合支承层稳定性分层支护效果分析 |
| 4.3.2 深部软岩巷道耦合支承层稳定性分层支护效果分析 |
| 4.4 深部直墙半圆拱巷道耦合支承层稳定性分层支护效果分析 |
| 4.4.1 深部直墙半圆拱巷道分层支护方法 |
| 4.4.2 深部直墙半圆拱巷道耦合支承层分层支护控制效果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 高水平应力下分层支护巷道力学模型试验 |
| 5.1 深部巷道平面应力相似模拟理论基础 |
| 5.2 深部巷道平面应力模型实验基础工作 |
| 5.3 高水平应力下分层支护当量圆巷道力学模型试验 |
| 5.3.1 高水平应力下无支护当量圆巷道耦合支承层稳定性分析 |
| 5.3.2 高水平应力下分层支护当量圆巷道耦合支承层稳定性分析 |
| 5.3.3 高水平应力下当量圆巷道围岩结构性破裂发展研究 |
| 5.4 高水平应力下分层支护直墙半圆拱巷道力学模型试验 |
| 5.4.1 高水平应力下无支护直墙半圆拱巷道耦合支承层分析 |
| 5.4.2 高水平应力下分层支护直墙半圆拱巷道耦合支承层分析 |
| 5.4.3 高水平应力下直墙半圆拱巷道围岩结构性破裂发展研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 深部巷道工程实践 |
| 6.1 深部裸巷"强-弱-关键"耦合支承层稳定性分层支护方法 |
| 6.2 深部分层支护巷道耦合支承层稳定性分析 |
| 6.3 深部分层支护巷道破碎区发育情况分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论和创新点以及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 研究主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读博期间主要科研成果 |
（7）辛置矿310软岩轨道巷合理支护方案研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 软岩支护的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究的主要内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 310软岩轨道巷变形机理分析 |
| 2.1 矿井概况 |
| 2.1.1 交通位置 |
| 2.1.2 水文地质条件 |
| 2.1.3 围岩物理力学参数 |
| 2.1.4 原支护形式 |
| 2.1.5 巷道的变形破坏情况 |
| 2.2 310软岩轨道巷破坏机理分析 |
| 2.2.1 软岩的基本概述 |
| 2.2.2 破坏因素分析 |
| 2.2.3 310软岩轨道巷失稳原因 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 310软岩轨道巷支护方案设计 |
| 3.1 软岩巷道支护理论 |
| 3.1.1 支护原理 |
| 3.1.2 支护原则 |
| 3.1.3 支护设计方法 |
| 3.2 软岩巷道支护技术 |
| 3.2.1 松动圈测试及控制技术 |
| 3.2.2 锚、网、索、喷联合支护技术 |
| 3.2.3 围岩锚注改性增强技术 |
| 3.3 支护方案设计 |
| 3.3.1 支护参数工程类比 |
| 3.3.2 支护参数理论计算 |
| 3.3.3 支护方案设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 310软岩轨道巷支护方案数值模拟分析 |
| 4.1 FLAC~(3D)简介 |
| 4.2 计算模型的建立 |
| 4.3 数值模拟结果分析 |
| 4.3.1 原支护方案数值模拟分析 |
| 4.3.2 锚、网、索、喷联合支护条件下模拟结果分析 |
| 4.3.3 锚注支护条件下模拟结果分析 |
| 4.3.4 不同方案模拟结果对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 工业性试验 |
| 5.1 施工工艺 |
| 5.1.1 支护工艺设计 |
| 5.1.2 注浆工艺设计 |
| 5.2 试验分析 |
| 5.3 支护效果监测 |
| 5.3.1 监测目的 |
| 5.3.2 监测内容 |
| 5.3.3 测点布置与选用仪器 |
| 5.3.4 支护效果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）深层软岩巷道嵌合互补支护与数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外支护研究发展与现状 |
| 1.2.2 国内支护研究发展与现状 |
| 1.3 本文研究思路 |
| 1.3.1 研究方法 |
| 1.3.2 技术路线图 |
| 1.3.3 技术关键 |
| 1.3.4 论文工作量及进展计划 |
| 1.4 文章主要研究内容、创新点及意义 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 创新之处 |
| 1.4.3 研究意义 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 巷道围岩地质特征分析 |
| 2.1 工程地质状况 |
| 2.1.1 地质概况 |
| 2.1.2 水文地质 |
| 2.2 围岩力学性能测试 |
| 2.2.1 岩体的采集与加工 |
| 2.2.2 测试系统及部分测试试件展示 |
| 2.2.3 泥岩抗压强度测试 |
| 2.2.4 泥岩抗拉强度测试 |
| 2.2.5 砂岩抗压强度测试 |
| 2.2.6 砂岩抗拉强度测试 |
| 2.3 岩层主要成分分析 |
| 2.3.1 岩石浸水试验 |
| 2.3.2 岩石的矿物成分分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 巷道变形过程、原因及控制机理分析 |
| 3.1 巷道破坏过程 |
| 3.2 东翼轨道大巷破坏变形呈现特征 |
| 3.3 东翼轨道大巷围岩变形因素分析 |
| 3.4 固圈强壳控制机理 |
| 3.4.1 巷道变形控制依据 |
| 3.4.2 固圈强壳控制变形机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 不同支护结构的数值模拟分析 |
| 4.1 数值模拟概述与软件介绍 |
| 4.1.1 数值模拟概述 |
| 4.1.2 数值模拟与实验的比较 |
| 4.1.3 模拟软件的介绍 |
| 4.2 36U型钢支架的模拟分析 |
| 4.2.0 模拟分析的基本思路 |
| 4.2.1 模型概述 |
| 4.2.2 U型钢支架的变形情况 |
| 4.3 双网结构的模拟分析 |
| 4.3.2 设计模型 |
| 4.3.3 边界条件 |
| 4.3.4 材料参数 |
| 4.3.5 模拟准备 |
| 4.4 嵌合互补结构的模拟分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 现场工业试验 |
| 5.1 嵌合互补支护结构现场应用参数 |
| 5.2 现场工业试验准备 |
| 5.2.1 巷道变形监测目的 |
| 5.2.2 巷道段变形观测断面布置 |
| 5.2.3 断面内测点设置 |
| 5.2.4 断面测点的安装方法 |
| 5.2.5 巷道断面变形监测仪器 |
| 5.3 观测结果数据与分析 |
| 5.3.1 实施嵌合互补支护前观测数据整理与分析 |
| 5.3.2 实施嵌合互补支护后观测数据整理与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 研究成果总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（9）深部软岩巷道变形破坏特征及连续“双壳”支护实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外软岩巷道支护理论研究进展 |
| 1.2.1 软岩巷道变形破坏特征 |
| 1.2.2 巷道工程控制理论 |
| 1.2.3 巷道支护技术 |
| 1.3 主要研究内容与方法 |
| 1.4 技术路线 |
| 第2章 深井软岩巷道变形破坏特征研究 |
| 2.1 深部软岩巷道变形破坏的弹塑性分析 |
| 2.1.1 侧压系数λ=1 |
| 2.1.2 侧压系数λ≠1 |
| 2.1.3 高地应力作用下的深部软岩巷道变形破坏机理 |
| 2.2 高地应力软岩巷道变形破坏特征模拟分析 |
| 2.2.1 模型建立 |
| 2.2.2 高地应力软岩巷道围岩变形特征 |
| 2.2.3 巷道围岩应力分布特征 |
| 2.2.4 巷道围岩塑性区分布特征 |
| 2.3 深部高应力软岩巷道围岩变形破坏特征 |
| 2.3.1 工程地质特征 |
| 2.3.2 变形破坏特征 |
| 2.3.3 围岩变形破坏因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 深井软岩巷道壳体强化支护理论研究 |
| 3.1 双壳概念的提出 |
| 3.1.1 深井软岩巷道支护现状及展望 |
| 3.1.2 梁板拱壳结构力学特性 |
| 3.1.3 连续双壳概念 |
| 3.2 连续“双壳”加固机理 |
| 3.2.1 浅部壳支护特点及要求 |
| 3.2.2 深部壳 |
| 3.3 壳体参数对巷道变形控制作用 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 煤岩体注浆加固机理及其特性研究 |
| 4.1 浆液与被注介质作用关系 |
| 4.1.1 润湿性 |
| 4.1.2 吸渗性 |
| 4.1.3 被注介质强度增长机理 |
| 4.2 注浆加固机理 |
| 4.3 煤岩体胶结特性实验 |
| 4.3.1 实验设计 |
| 4.3.2 试件制作流程 |
| 4.3.3 试件强度变化规律 |
| 4.3.4 煤、矸试件破坏特征 |
| 4.3.5 煤、矸胶结特性对比分析 |
| 4.3.6 锚注体峰后强度反演分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 高垂直应力巷道连续“双壳”支护实验模拟 |
| 5.1 实验模型设计 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 不同支护巷道围岩破坏演化规律 |
| 5.3.1 裸巷 |
| 5.3.2 锚杆支护 |
| 5.3.3 围岩破坏机制分析 |
| 5.4 不同壳体参数巷道围岩破坏特征 |
| 5.4.1 不同壳体强度 |
| 5.4.2 不同壳体厚度 |
| 5.4.3 巷道变形量分析 |
| 5.5 不同壳体参数双壳承载特性 |
| 5.6“双壳”支护参数的确定 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 深井软岩巷道连续“双壳”支护承载特性模拟分析 |
| 6.1 数值模拟基础分析 |
| 6.2 数值模拟软件与本构模型的选取 |
| 6.2.1 数值模拟软件的选择 |
| 6.2.2 本构模型的确定 |
| 6.3 模型的建立与计算参数 |
| 6.4 双壳加固应力分布特点 |
| 6.4.1 塑性破坏与应力分布 |
| 6.4.2 应力分布特点分析 |
| 6.5 不同壳体参数双壳支护承载特性 |
| 6.5.1 壳体强度变化 |
| 6.5.2 壳体厚度变化 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 存在不足 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
| 1 基本情况 |
| 2 发表论文 |
| 3 参与科研项目 |
（10）高地应力不同断面形状巷道围岩破坏特征及支护试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 高地应力判别标准 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 深部高地应力巷道围岩变形破坏特征及机理研究现状 |
| 1.3.2 深部高地应力巷道围岩控制研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 研究方法和技术路线 |
| 第2章 深部高地应力巷道围岩破坏机理及支护理论研究 |
| 2.1 深部巷道围岩变形破坏影响因素 |
| 2.2 深部巷道围岩变形破坏特点 |
| 2.3 深部巷道围岩应力的弹塑性分析 |
| 2.3.1 当 λ=1 时巷道围岩应力弹塑性分析 |
| 2.3.2 当 λ≠1 时巷道围岩应力的弹塑性分析 |
| 2.4 深部高地应力巷道围岩变形破坏机理 |
| 2.5 锚杆支护理论及支护机理 |
| 2.5.1 锚杆支护理论 |
| 2.5.2 锚杆支护机理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 高地应力巷道围岩破坏特征及支护试验设计 |
| 3.1 相似模拟研究概述 |
| 3.1.1 相似模拟的概念及特点 |
| 3.1.2 相似理论 |
| 3.2 相似模拟试验台的选择 |
| 3.3 高地应力巷道围岩破坏特征及支护试验方案设计 |
| 3.3.1 相似材料选择及配比 |
| 3.3.2 不同断面巷道围岩破坏特征试验设计 |
| 3.3.3 不同断面巷道围岩支护方式及参数试验设计 |
| 3.4 试验数据的测试与收集 |
| 3.5 试验台装载流程 |
| 3.6 巷道的开挖与支护 |
| 3.6.1 巷道开挖 |
| 3.6.2 巷道支护 |
| 3.7 试验加载系统及加载流程 |
| 3.7.1 试验加载系统 |
| 3.7.2 试验加载流程 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 高地应力圆形巷道围岩破坏特征及支护效果分析 |
| 4.1 高地应力圆形裸巷围岩变形破坏研究 |
| 4.1.1 圆形裸巷围岩变形破坏过程 |
| 4.1.2 圆形裸巷围岩应力演化规律 |
| 4.1.3 圆形裸巷围岩变形规律 |
| 4.1.4 圆形裸巷围岩变形破坏机理 |
| 4.2 高地应力圆形支护巷道围岩变形破坏研究 |
| 4.2.1 圆形支护巷道围岩变形破坏过程 |
| 4.2.2 圆形支护巷道围岩应力演化规律 |
| 4.2.3 圆形支护巷道围岩变形规律 |
| 4.2.4 圆形支护巷道围岩变形破坏机理 |
| 4.3 高地应力圆形巷道支护机理及支护效果分析 |
| 4.3.1 圆形巷道支护机理 |
| 4.3.2 圆形巷道支护效果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 高地应力矩形巷道围岩破坏特征及支护效果分析 |
| 5.1 高地应力矩形裸巷围岩变形破坏研究 |
| 5.1.1 矩形裸巷围岩变形破坏过程 |
| 5.1.2 矩形裸巷围岩应力演化规律 |
| 5.1.3 矩形裸巷围岩变形规律 |
| 5.1.4 矩形裸巷围岩变形破坏机理 |
| 5.2 圆形与矩形巷道围岩破坏特征对比分析 |
| 5.3 高地应力矩形支护巷道围岩变形破坏研究 |
| 5.3.1 矩形支护巷道围岩变形破坏过程 |
| 5.3.2 矩形支护巷道围岩应力演化规律 |
| 5.3.3 矩形支护巷道围岩变形规律 |
| 5.3.4 矩形支护巷道围岩变形破坏机理 |
| 5.4 高地应力矩形巷道支护机理及支护效果分析 |
| 5.4.1 矩形巷道支护机理 |
| 5.4.2 矩形巷道支护效果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士期间发表的论文和科研成果 |
四、软岩巷道破坏分析及其支护参数的选择（论文参考文献）
- [1]木家庄煤矿深部软岩巷道变形破坏机理及支护研究[D]. 张荟懿. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]侏罗系弱胶结软岩巷道变形失稳机制及应用研究[D]. 蔡金龙. 安徽理工大学, 2020(07)
- [3]基于松动圈理论的软岩大变形隧道支护技术研究[D]. 万策. 西安工业大学, 2020(02)
- [4]钢管混凝土锚网喷联合支护试验研究[D]. 肖禹航. 中国矿业大学(北京), 2019(12)
- [5]非均匀应力场巷道围岩分区模型及塑性区解析研究[D]. 董海龙. 中国矿业大学(北京), 2019(10)
- [6]深部巷道耦合支承层力学分析及分层支护控制研究[D]. 彭瑞. 安徽理工大学, 2017(08)
- [7]辛置矿310软岩轨道巷合理支护方案研究[D]. 刘长华. 辽宁工程技术大学, 2016(02)
- [8]深层软岩巷道嵌合互补支护与数值模拟[D]. 王鹿. 安徽理工大学, 2016(08)
- [9]深部软岩巷道变形破坏特征及连续“双壳”支护实验研究[D]. 张合超. 河北工程大学, 2016(08)
- [10]高地应力不同断面形状巷道围岩破坏特征及支护试验研究[D]. 李海江. 河北工程大学, 2016(08)