钢筋网壳锚喷结构在软岩巷道的支护机理与应用-桥梁与隧道工程专业论文.docxVIP

西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘要 软岩巷道支护是煤矿巷道支护的薄弱环节。且随着开采深度增加，这一问题 日趋严重。要使软岩巷道得到有效支护，必须使围岩表面支撑与内部加固同步 加强。根据地面大跨度空间壳体结构的力学原理发展起来的一种特殊的锚网喷 支护——钢筋网壳锚喷支护，正是基于此思路提出来的。 本文通过理论分析、模型实验、数值模拟和现场应用相结合的研究手段， 较深入地研究了软岩巷道钢筋网壳锚喷支护技术及支护机理，本论文的主要内 容和取得的成果如下： (1)对软岩巷道支护的基本理论及钢筋网壳锚喷支护机理进行了系统的总 结归纳，提炼出本文相关的基本理论，为本文的整个研究工作奠定了理论基础。 (z)根据相似理论，推导围岩和支护结构的相似准则，对是否实施了壁后充 填的软岩巷道网壳锚喷支护进行了的对比模型试验，且得出了巷道围岩变形随 载荷的变化曲线，并分析了围岩的变形破坏规律，为合理进行支护设计提供了 参考。 (3)通过数值模拟表明，壁后充填的实施，使网壳锚喷支护结构受力均匀， 支护强度得到大幅度提高。且对比分析了巷道围岩在不同支护参数下的位移变 化特征、应力分布、塑性区变化特点以及支护体的受力情况，进而论证了实施 壁后充填的网壳锚喷支护结构的合理性和科学性。 (4)根据现场监控量测成果，分析了弱岩的变形特征和支护体的受力特点， 并与模型试验及数值模拟的结果进行对比分析，三者结果基本吻合，表明实施 壁后充填的弼壳锚喷支护能充分发挥支护体及固岩本身的承载能力，有效地控 制围岩松动圈的扩大和位移，提高巷道的稳定性。 关键词：软岩巷道；钢筋网壳锚喷支护；模型实验；数值模拟；现场量测 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1I页 Abstract The supporting of soft-weak rock roadway is the weak link in the coal lnine roadway supportin$and the situation gets more and more serious with the depth of exploitation inoreased．In order to make the soft-weak rock madway get validly 翮pl，orted，It is necessary to make the outer rock surface and the inner part strengthcned at the same time．The wh协shell bolting shotcr前e support is put forward exactly based on this idea． Thi8 paper makes a deep study of the technique of the wire-shell bolting shotcrete support in the soft rock roadway,and of the supporting theory,using a combined method of theory analysis，model experiment,numerical simulation and field application．The main contenis and results obtained in this paper are as follows： (1)By systemically summarizing the theory of SOft-weak rock tunnel and the mechaIlism ofwire-shell bolting shotcrete support．this paper makes all abstraction of the related basic theories，and lays a theoretical foundation for the whole study in this P印er． (2)Based on the similarity theory,similitude criteria ofthe surrounding and the s饥lctllre ofanpporting is educed．Making a comparison model experimental study on the wire-shell bolting shotereto support奶m backfilling or not，in soft-weak sock