高应力巷道动态开挖卸荷效应研究
发布时间：2020-12-10 09:20
随着煤矿开采步入深部阶段,高应力岩体开挖卸荷呈现出新的力学特征,如何掌握强动载作用下高应力巷道开挖卸荷效应的规律,保证巷道围岩的稳定性,对深井开采工程意义重大。但针对高应力巷道开挖卸荷效应的机理及其影响因素仍需深入研究,开挖卸荷效应的相似试验研究还需开展和加强,开挖后围岩内的能量场与巷道稳定性之间的内在联系等问题也亟待解决。本文以淮北芦岭矿Ⅲ13高抽巷段为研究对象,综合运用岩石动态冲击和静态加载试验、多学科理论交叉、室内相似试验、计算机语言与数值模拟技术、以及现场工业性试验的方法,首先建立高应力岩体的动态损伤本构模型,利用冲击试验和数值冲击试验验证其合理性;推演卸荷应力公式,探究高应力岩体开挖卸荷效应的机理及其影响因素;自主设计和研发高应力巷道开挖卸荷系统,分析循环开挖下围岩的应力场变化和损伤分布规律;构建三维爆破开挖数值模型,深入研究爆破开挖下巷道围岩的破坏规律以及能量分布情况,提出以围岩内存留的弹性应变能作为高应力巷道开挖完成后是否稳定的判据;最后进行现场工业性试验,验证数值分析结果的可靠性。主要进行以下研究工作:1)高应力岩体的动态损伤本构模型的建立。在芦岭矿Ⅲ13高抽巷段中钻取...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１我国煤炭资源存储深度情况??Ｆｉｇ．?１－１?Ｄｅｐｔｈ?ｏｆ?ｃｏａｌ?ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??
图１－４?ＺＷＴ模型??
图１－３?Ｋｅｌｖｉｎ模型??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Comparison of seismic effects during deep tunnel excavation with different methods[J]. Xie Liangtao,Yan Peng,Lu Wenbo,Chen Ming,Wang Gaohui. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2018(03)
[2]深部圆形巷道开挖卸荷的围岩力学特征及破坏机理[J]. 董春亮,赵光明,李英明,孟祥瑞,卢小雨,张立洋. 采矿与安全工程学报. 2017(03)
[3]爆破扰动下邻近层状围岩隧道的稳定性与振速阈值[J]. 吴亮,李凤,卢文波,陈明,许锋. 爆炸与冲击. 2017(02)
[4]锚固支护深部巷道爆破开挖模型试验研究[J]. 袁璞,徐颖,薛俊华. 岩石力学与工程学报. 2016(09)
[5]基于广义Hoek-Brown屈服准则的非线性弹塑性岩石（体）本构模型及其数值实现[J]. 舒才,施峰,胡国忠,王宏图. 岩石力学与工程学报. 2016(S1)
[6]基于能量法的矿柱稳定性分析[J]. 赵康,鄢化彪,冯萧,王晓军,张俊萍,赵奎. 力学学报. 2016(04)
[7]岩石结构超塑性损伤本构理论及热力学框架[J]. 郭璇,张顶立,赵成刚,张晓新,王梦恕,祝瑛. 岩石力学与工程学报. 2016(04)
[8]岩石劈裂与岩石破坏性质的不稳定性[J]. 贺永年,韩立军,张后全,刘红岗. 岩石力学与工程学报. 2016(01)
[9]深部采动巷道顶板稳定性分析与控制[J]. 马念杰,赵希栋,赵志强,李季,郭晓菲. 煤炭学报. 2015(10)
[10]不同岩性岩石声发射地应力测试及其应用[J]. 彭瑞,孟祥瑞,赵光明,董春亮,左超. 中南大学学报(自然科学版). 2015(09)
博士论文
[1]恒应变率冲击作用下花岗岩的损伤演化与本构模型研究[D]. 梁书锋.中国矿业大学(北京) 2016
[2]深部岩体开挖过程围岩能量调整机制与力学效应[D]. 范勇.武汉大学 2015
[3]基于关键块体理论的节理岩体开挖概率稳定分析研究[D]. 李泽荃.中国矿业大学（北京） 2014
[4]岩石弹塑性损伤MHC耦合模型及数值算法研究[D]. 王军祥.大连海事大学 2014
[5]高应力岩体的动态加卸荷扰动特征与动力学机理研究[D]. 陶明.中南大学 2013
[6]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]. 陈旭光.山东大学 2011
[7]动静组合加载下岩石力学特性和动态强度准则的试验研究[D]. 宫凤强.中南大学 2010
[8]地应力瞬态卸荷对围岩损伤特征的影响[D]. 祝启虎.武汉大学 2010
[9]动静组合加载下的岩石破坏特性研究[D]. 左宇军.中南大学 2005
[10]裂隙介质静动应力条件下的破坏模式与局部化渐进破损模型研究[D]. 张平.西安理工大学 2004
硕士论文
[1]数字图像相关方法在动态测试中的应用[D]. 章超.中国科学技术大学 2014
本文编号：2908456
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１我国煤炭资源存储深度情况??Ｆｉｇ．?１－１?Ｄｅｐｔｈ?ｏｆ?ｃｏａｌ?ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??
图１－４?ＺＷＴ模型??
图１－３?Ｋｅｌｖｉｎ模型??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Comparison of seismic effects during deep tunnel excavation with different methods[J]. Xie Liangtao,Yan Peng,Lu Wenbo,Chen Ming,Wang Gaohui. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2018(03)
[2]深部圆形巷道开挖卸荷的围岩力学特征及破坏机理[J]. 董春亮,赵光明,李英明,孟祥瑞,卢小雨,张立洋. 采矿与安全工程学报. 2017(03)
[3]爆破扰动下邻近层状围岩隧道的稳定性与振速阈值[J]. 吴亮,李凤,卢文波,陈明,许锋. 爆炸与冲击. 2017(02)
[4]锚固支护深部巷道爆破开挖模型试验研究[J]. 袁璞,徐颖,薛俊华. 岩石力学与工程学报. 2016(09)
[5]基于广义Hoek-Brown屈服准则的非线性弹塑性岩石（体）本构模型及其数值实现[J]. 舒才,施峰,胡国忠,王宏图. 岩石力学与工程学报. 2016(S1)
[6]基于能量法的矿柱稳定性分析[J]. 赵康,鄢化彪,冯萧,王晓军,张俊萍,赵奎. 力学学报. 2016(04)
[7]岩石结构超塑性损伤本构理论及热力学框架[J]. 郭璇,张顶立,赵成刚,张晓新,王梦恕,祝瑛. 岩石力学与工程学报. 2016(04)
[8]岩石劈裂与岩石破坏性质的不稳定性[J]. 贺永年,韩立军,张后全,刘红岗. 岩石力学与工程学报. 2016(01)
[9]深部采动巷道顶板稳定性分析与控制[J]. 马念杰,赵希栋,赵志强,李季,郭晓菲. 煤炭学报. 2015(10)
[10]不同岩性岩石声发射地应力测试及其应用[J]. 彭瑞,孟祥瑞,赵光明,董春亮,左超. 中南大学学报(自然科学版). 2015(09)
博士论文
[1]恒应变率冲击作用下花岗岩的损伤演化与本构模型研究[D]. 梁书锋.中国矿业大学(北京) 2016
[2]深部岩体开挖过程围岩能量调整机制与力学效应[D]. 范勇.武汉大学 2015
[3]基于关键块体理论的节理岩体开挖概率稳定分析研究[D]. 李泽荃.中国矿业大学（北京） 2014
[4]岩石弹塑性损伤MHC耦合模型及数值算法研究[D]. 王军祥.大连海事大学 2014
[5]高应力岩体的动态加卸荷扰动特征与动力学机理研究[D]. 陶明.中南大学 2013
[6]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]. 陈旭光.山东大学 2011
[7]动静组合加载下岩石力学特性和动态强度准则的试验研究[D]. 宫凤强.中南大学 2010
[8]地应力瞬态卸荷对围岩损伤特征的影响[D]. 祝启虎.武汉大学 2010
[9]动静组合加载下的岩石破坏特性研究[D]. 左宇军.中南大学 2005
[10]裂隙介质静动应力条件下的破坏模式与局部化渐进破损模型研究[D]. 张平.西安理工大学 2004
硕士论文
[1]数字图像相关方法在动态测试中的应用[D]. 章超.中国科学技术大学 2014
本文编号：2908456
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