【摘 要】
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当前盾构法逐渐在大埋深煤矿井巷建设中采用,而大埋深带来的高地应力等困难条件常常使斜井管片结构的安全性面临挑战,管片衬砌+可压缩层联合支护作为一种具有让压效果的支护型式可作为该条件下的可选方案,但其抵抗围岩变形的能力以及自身的承载性能仍有待探明.鉴于此,本文以国内两座大埋深盾构煤矿斜井工程为背景,采用相似模型试验方法,对比分析了不同可压缩层参数下管片衬砌+可压缩层联合支护的支护效果.研究结果表明:可
【机 构】
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西南交通大学 交通隧道工程教育部重点实验室
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当前盾构法逐渐在大埋深煤矿井巷建设中采用,而大埋深带来的高地应力等困难条件常常使斜井管片结构的安全性面临挑战,管片衬砌+可压缩层联合支护作为一种具有让压效果的支护型式可作为该条件下的可选方案,但其抵抗围岩变形的能力以及自身的承载性能仍有待探明.鉴于此,本文以国内两座大埋深盾构煤矿斜井工程为背景,采用相似模型试验方法,对比分析了不同可压缩层参数下管片衬砌+可压缩层联合支护的支护效果.研究结果表明:可压缩层的调压作用使得联合支护型式的管片衬砌内力和位移随荷载的变化更平缓,延迟了管片衬砌进入塑性阶段的时机,使管片结构受力的弹塑性分界荷载提高了约66.7%,但可压缩层厚度的改变对该提高程度改善不明显.可压缩层厚度越大对管片内力和变形的削减作用越强,但其存在一个最优值,超过该最优值后让压效果不再显著提高.适度提高碎石可压缩层的孔隙率可以在一定程度上改善管片受力,降低其内力和变形,但在可压缩层厚度有限的前提下,其改善的效果并不明显.无可压缩层时管片初始裂缝产生于右侧拱腰,存在可压缩层时初始裂缝多产生于封顶块环向接头处或拱顶区域.可压缩层的存在延迟了管片裂缝出现的时机,但导致管片内部积聚的应变能更多,最终产生的裂缝和压溃区更多,破坏时基本都在仰拱中央产生了横向劈裂.本文研究成果可为类似工程的设计施工提供一定的参考价值.
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