充填型斷層破碎巖體錨固力學(xué)特性研究.pdf

1、斷層是一類在地層中常見的地質(zhì)構(gòu)造體，其斷裂面附近往往存在一個(gè)整體強(qiáng)度較低、穩(wěn)定性較差的軟弱破碎帶，嚴(yán)重威脅工程施工安全。本文以淮南礦區(qū)顧北煤礦斷層破碎帶為研究背景，采用不同膠結(jié)料、不同粒徑骨料、不同預(yù)緊力及不同錨固方式物理模型試驗(yàn)及數(shù)值模擬計(jì)算研究了錨固體強(qiáng)度及其變形特征的演化規(guī)律。并進(jìn)一步分析了矩形、拱形巷道組合拱（梁）的形成條件，建立了巷道失穩(wěn)判別依據(jù)。主要研究成果如下：
　?。?）隨著模型骨料粒徑或膠結(jié)材料強(qiáng)度的增大，斷層破

2、碎巖體的力學(xué)參數(shù)均呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢。對(duì)比完整巖體，其彈性模量的劣化程度最為顯著（78.82％），內(nèi)摩擦角的劣化程度最弱（25.21%）。
　?。?）隨著錨固預(yù)緊力、骨料級(jí)配或膠結(jié)強(qiáng)度的逐漸增大，斷層巖體的峰值強(qiáng)度及彈性模量均呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢；模型按無錨→端錨→全錨錨固順序變化時(shí)，巖體的峰值強(qiáng)度及彈性模量均逐漸增大。
　　（3）各影響因素對(duì)巖體強(qiáng)度影響的主次順序?yàn)椋耗z結(jié)強(qiáng)度>骨料粒徑>錨固預(yù)緊力>錨固方式。錨固模型內(nèi)錨

3、桿軸力隨時(shí)間的變化曲線主要包括穩(wěn)定階段、增長階段、屈服階段及峰后階段。
　?。?）采用數(shù)值軟件擴(kuò)展研究了錨桿密度及側(cè)向圍壓對(duì)巖體強(qiáng)度的影響規(guī)律，從模型內(nèi)部空間應(yīng)力分布特征切入分析了錨桿的作用機(jī)制。距錨桿較近時(shí)，錨固應(yīng)力值從兩端向中間呈現(xiàn)出對(duì)稱減小的變化規(guī)律；而距錨桿較遠(yuǎn)時(shí)，錨固應(yīng)力值從兩端向中間呈現(xiàn)出對(duì)稱增大的變化規(guī)律。
　　（5）隨著錨桿密度的減小、錨桿預(yù)緊力的增大或托盤尺寸的增大，錨桿作用組合拱的厚度呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢