围岩大变形机理及控制技术研究 节选

《围岩大变形机理及控制技术研究》内容简介：在各类地质灾害中，地下巷道围岩大变形一直是容易造成施工困难、延误工期、增加工程成本，甚至造成工程终止的重要地质灾害。目前地下工程围岩大变形一般可分为三种类型：深部岩体巷道围岩的大变形、开采引起巷道的大变形和膨胀性软岩巷道围岩的大变形。《围岩大变形机理及控制技术研究》主要以地下采矿引起的采场巷道围岩大变形为研究对象，从矿物的微观分析、水理分析及岩石的三轴试验出发，结合受采动影响巷道围岩大变形的变形、力学特征及岩土工程材料大量模糊和不确定的因素等，建立了工程岩体的神经网络本构模型。并通过对采场巷道围岩破碎区、松动区和压缩区的划分，揭示了围岩大变形与上述三个区域的内在关系，提出了适合围岩大变形巷道主次承载区协调作用的支护理论，并将上述支护理论成功地应用到实际大变形巷道支护中。《围岩大变形机理及控制技术研究》理论联系实践，实用性强，可供从事地下工程、岩土工程、采矿工程、地质工程、国防、水利等专业方向的研究人员、工程技术人员、高校师生等参考。

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插图：研究认为，该类软岩巷道围岩的变形破坏机制与其原岩的高地应力状态（原岩应力）及工程岩体的低围压开采引起的压状态（围岩压力）和高应力差相联系引。当原岩应力较高时，一旦开挖，随即发生内应力释放和回弹，并引起相应的应力调整和变形。巷道开挖卸荷相当于在原岩应力状态上叠加相应反向拉应力，于是工程岩体（尤其是层状和似层状岩体）在类似横弯或纵弯作用下发生挠曲，或者沿结构面发生剪胀滑移变形，岩体强度降低，围岩发生体积膨胀变形（扩容）引。应力释放引起的回弹和应力调整引起的扩容使岩体中原本闭合的结构面张开滑移，在改变岩体应力状态和强度的同时，也改变了围岩水文地质条件，特别是当工程用水沿张开裂隙渗流，将进一步降低围岩的岩体强度，或者加剧了具有膨胀性岩石的物理化学膨胀和力学膨胀，从而使围岩产生较大的收敛位移，表现为侧墙鼓出、底鼓和顶压等。变形的进一步发展导致巷道破坏失稳，如侧墙内移（侧向张裂、片帮）、尖顶（拱顶剪裂）底鼓和冒顶等。破坏最严重的部位多在拱顶和拱墙交界处，在这些部位常见巷道衬砌剪裂或张裂，钢筋因过大位移而扭弯屈曲甚至钢拱架也被扭弯或剪断的现象。

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