《深部巷道破裂圍岩錨固機理與強度演化特徵》是依託中國礦業大學，由靖洪文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：深部巷道破裂圍岩錨固機理與強度演化特徵
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：靖洪文
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以千米埋深高應力巷道錨固圍岩破壞失穩為背景，以遠離平衡態非線性理論為指導，採用三維大比尺錨固體與透明岩體模擬試驗的新方法，緊緊圍繞深部巷道圍岩變形破裂演化與錨桿支護相互作用機理這一關鍵科學問題開展研究。通過現場採用原位光纖實時監測巷道圍岩的錨桿力學性能，以及原位鑽孔剪下強度儀持續實測圍岩錨固岩體強度參數的變化規律，獲得其錨固體應力場與位移場的演化規律，分析巷道錨固支護組合拱厚度的形成條件和規律；進而，借鑑透明土的實驗方法，研究建立透明岩體試驗新技術，解決目前岩體內部變形與破裂無法直接觀測的難題，並結合多組三維大比尺錨固體試驗揭示錨桿支護與破裂岩體相互作用力學行為的內在機理，獲得錨固體組合拱支護結構厚度與強度演化的特徵，提出建立高應力下巷道圍岩穩定的安全判據與關鍵控制技術，為巷道合理錨固支護結構的研發提供理論基礎。
結題摘要
本項目以深部巷道錨固圍岩破壞失穩為背景，以遠離平衡態非線性理論為指導，採用原位監測、物理模型試驗、室內岩樣試驗、理論分析等相結合的方法，緊緊圍繞深部巷道圍岩錨固機理與強度演化這一關鍵科學問題開展研究。通過現場原位實測獲得了巷道圍岩破裂演化及不同錨固支護條件下強度參數(黏聚力和內摩擦角)的變化規律，探討了巷道圍岩錨固支護體的強度演化特徵；在此基礎上，模擬現場岩體結構，研究建立了透明岩體試驗新技術，並結合多組錨固體試驗揭示錨桿支護與圍岩相互作用力學行為的內在機理，開展了不同結構的圍岩錨固模型試驗，研究了不同預緊力、長度、間排矩等錨桿支護參數對錨固結構強度的敏感性因素變化規律以及加錨前後應力分布、變形破壞機制與模式；獲得了錨固體應力場與位移場的演化規律，分析了巷道圍岩組合拱厚度的形成條件與規律。基於現場工程條件及試驗獲得的巷道圍岩錨固支護強度準則，分別對FLAC與UDEC兩種數值分析軟體進行了二次開發，研究了不同錨桿支護參數對圍岩錨固承載結構的影響規律，提出了巷道錨固體強度的失穩判據及其結構補償原理和方法，形成了巷道圍岩穩定控制的技術體系，並在平煤礦區與大同礦區等得到推廣套用，取得了良好的社會效益與經濟效益。 課題組歷經4年的研究，圓滿完成了計畫任務書規定的研究工作，達到了預期研究目標，取得了以下學術成果：在國內外主流期刊上發表學術論文32篇，出版專著3部；培養博士研究生7名、碩士研究生15名、出站博士後3名；獲得授權發明專利7項；參加國內國際學術會議14人次；先後獲得國家科技進步二等獎1項、河南省科技進步二等獎1項、山西省科技進步二等獎1項。
