本文關(guān)鍵詞： 隧道工程 公路隧道 雙層采空區(qū) 模型試驗(yàn) 初期支護(hù) 地層移動(dòng)　出處：《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》2014年11期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：雙層煤層由于距離較近,采空后冒落帶范圍相互疊加,下穿隧道施工引起的圍巖松動(dòng)垮塌范圍要大于單層采空區(qū),對(duì)隧道結(jié)構(gòu)受力和圍巖穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。開展公路隧道下穿雙層煤層采空區(qū)的室內(nèi)開挖模型試驗(yàn),通過埋設(shè)地中位移計(jì)、土壓力盒和電阻應(yīng)變片,測量了隧道開挖過程中采空區(qū)地層移動(dòng)和初期支護(hù)內(nèi)力特征。測試結(jié)果表明,采空區(qū)地層沉降主要產(chǎn)生于上臺(tái)階開挖至初支閉合階段,傾角較小時(shí),地層沉降速率較大,沉降曲線較陡,而后期收斂較慢,沉降較大;隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)承受一定的偏壓荷載,且傾角越大,偏壓越明顯,圍巖與支護(hù)的最大接觸壓力出現(xiàn)在采空區(qū)對(duì)側(cè)的仰拱處。由于采空區(qū)地層的松散性,錨桿的作用沒有得到充分發(fā)揮。鋼拱架最大彎矩主要發(fā)生在上臺(tái)階靠近采空區(qū)側(cè)拱腳處;軸力分布不均勻,靠近采空區(qū)側(cè)軸力水平普遍偏低,不利于支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。隨著采空區(qū)傾角的增大,初期支護(hù)拱頂正彎矩區(qū)域向采空區(qū)側(cè)偏移,最大彎矩值和最大偏心距都顯著增加,支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低。試驗(yàn)揭示了隧道下穿雙層煤層采空區(qū)開挖過程中采空區(qū)地層移動(dòng)規(guī)律和初期支護(hù)受力特征,可用于指導(dǎo)類似工程設(shè)計(jì)與施工。
[Abstract]:Because of the close distance of double-layer coal seam, the range of caving zone after mining is superimposed on each other, and the loosening and collapsing range of surrounding rock caused by tunnel construction is larger than that of single-layer goaf. It has adverse effects on tunnel structure and stability of surrounding rock. The indoor excavation model test is carried out under the highway tunnel through the goaf of double-layer coal seam, and the displacement meter, earth pressure box and resistance strain gauge are set up. The characteristics of strata movement in goaf and initial supporting force during tunnel excavation are measured. The test results show that the settlement of goaf strata mainly occurs in the stage of excavation of the upper steps to the closing of initial branches, and the inclination angle is small. The settlement rate is larger, the settlement curve is steeper, and the convergence is slow and the settlement is larger in the later stage. The tunnel support structure bears a certain bias load, and the larger the inclination angle, the more obvious the bias pressure, the maximum contact pressure between surrounding rock and support appears in the opposite side of the goaf invert, because of the looseness of the goaf strata. The maximum bending moment of steel arch frame mainly occurs near the side arch foot of goaf. The axial force distribution is uneven, and the axial force level near goaf is generally low, which is not conducive to the stability of the support structure. With the increase of goaf inclination, the positive bending moment region of the initial supporting arch is shifted to the side of the goaf. The maximum bending moment and the maximum eccentricity increased significantly, and the stability of the support structure decreased. The experiment revealed the movement law of the goaf strata and the initial supporting force characteristics during the excavation process of the goaf in the double-layer coal seam under the tunnel. Can be used to guide the design and construction of similar projects.
【作者單位】： 西南交通大學(xué)交通隧道工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51278422) “十二五”國家科技支撐計(jì)劃課題(2012BAG05B03) 四川省青年科技基金項(xiàng)目(2012JQ0021)
【分類號(hào)】：U455.49
【正文快照】： 1引言采空區(qū)是煤礦工作面開采后形成的塌落空間。若煤層之間距離很近,導(dǎo)致采空區(qū)間距離較小,進(jìn)而形成連續(xù)采空區(qū),地下連續(xù)采空區(qū)隱伏性強(qiáng)、空間分布特征規(guī)律性差,隧道下穿連續(xù)煤層采空區(qū)施工對(duì)圍巖的擾動(dòng)將打破現(xiàn)有的平衡狀態(tài),導(dǎo)致采空區(qū)內(nèi)腔塌陷,甚至互通相鄰采空區(qū),使塌落空

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1448636