工程巷道服务期间的物理模型模拟方法技术

技术编号:43564009 阅读:22 留言:0更新日期:2024-12-06 17:35
本发明专利技术涉及一种工程巷道服务期间的物理模型模拟方法,确定巷道围岩物理模型与工程现场的力学相似比、几何尺寸相似比和容重相似比,得到巷道围岩物理模型尺寸参数和材料参数并制作巷道围岩物理模型,计算巷道围岩物理模型所用锚杆尺寸和材料以及门式支架支护参数;将制作的巷道围岩物理模型在加载装置中进行初始静载荷施加,进行巷道开挖并进行巷道支护,对巷道围岩物理模型进行静载荷和动载荷施加,获取工程巷道服务期间锚杆和门式支架变形特征。本发明专利技术可以更好还原工程实践过程,确保模型模拟过程与工程场景一致性,从而提高模拟结果真实性和可靠性,更好地指导煤矿巷道支护方案设计;还可以根据锚杆等支护构件响应特征反推巷道变形破坏形态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物理模型试验,尤其涉及一种工程巷道服务期间的物理模型模拟方法


技术介绍

1、锚杆配合支架支护技术已成为煤矿巷道围岩控制常用的支护手段,巷道稳定性分析中锚杆和支架等支护体的力学响应特征具有重要的理论意义和工程指导价值。然而,由于煤矿巷道锚杆支护工程属于隐蔽性工程,现场工程监测存在诸多局限性。与之相比,实验室相似模型试验具备试验过程可控、试验现象可视性强、试验结果可量化等综合优势,可真实再现原型巷道的变形破坏现象,已成为开展巷道锚杆等支护构件受力响应特征研究的重要手段,自上世纪80年代以来在煤矿巷道支护研究领域得到了广泛应用。

2、在巷道支护模型试验中,往往是在模型制作阶段便提前施工钻孔、安装锚杆等支护体,待模型养护完毕后再将模型、支护体等整体置入加载框架内,再进行模型的加载试验,观察加载过程中巷道变形及支护体受力情况,即“开挖→支护→加载”。事实证明,这与煤矿巷道支护工程的实际情况有显著差异,原因在于:煤矿地层往往经历了亿万年的地质作用,原始地层内承受很大的自重应力及地质构造应力;巷道掘进期间,周边暴露的围岩随即会释放较大的能量,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种工程巷道服务期间的物理模型模拟方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的工程巷道服务期间的物理模型模拟方法,其特征在于,步骤S1中,得到巷道围岩物理模型的尺寸参数和材料参数通过以下步骤进行:

3.根据权利要求1所述的工程巷道服务期间的物理模型模拟方法,其特征在于,步骤S2中,通过加载装置对巷道围岩物理模型施加的初始静载荷为工程现场巷道原岩应力与力学相似比q的乘积。

4.根据权利要求1所述的工程巷道服务期间的物理模型模拟方法,其特征在于,步骤S4中,计算巷道围岩物理模型所用的锚杆的尺寸参数和材料参数通过以下步骤进行:</p>

5.根据...

【技术特征摘要】

1.一种工程巷道服务期间的物理模型模拟方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的工程巷道服务期间的物理模型模拟方法,其特征在于,步骤s1中,得到巷道围岩物理模型的尺寸参数和材料参数通过以下步骤进行:

3.根据权利要求1所述的工程巷道服务期间的物理模型模拟方法,其特征在于,步骤s2中,通过加载装置对巷道围岩物理模型施加的初始静载荷为工程现场巷道原岩应力与力学相似比q的乘积。

4.根据权利要求1所述的工程巷道服务期间的物理模型模拟方法,其特征在于,步骤s4中,计算巷道围岩物理模型所用的锚杆的尺寸参数和材料参数通过以下步骤进行:

5.根据权利要求4所述的工程巷道服务期间的物理模型模拟方法,其特征在于,步骤s41中,获取锚杆支护单位面积的预紧力通过以下方式得到:将工程现场的锚杆支护间排距记作a×b ,锚杆安装后的预紧力记作p1,则工程现场锚杆支护单位面积的预紧力为;

6.根据权利要求1所述的工程巷道服务期间的物理模型模拟方法,其特征在于,步骤s4中,计算巷道围岩物理模型所用的门式支架的支护参数通过以下...

【专利技术属性】
技术研发人员:卢志国高富强娄金福杨磊李建忠王晓卿董双勇刘文举原贵阳魏炯吴锐杨锦鸿曹舒雯彭相愿
申请(专利权)人:中煤科工开采研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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