【摘 要】
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注浆加固技术是维护软弱破碎围岩稳定性的有效方法,为保证实际工程中合理设计注浆参数、强化注浆加固效果、有效控制巷道围岩稳定性,本文针对破碎软煤注浆加固体进行了一系列力学性能强化规律与机理研究。本文综合采用实验室试验、理论分析、数值模拟及现场测试相结合的研究方法,系统地研究了破碎软煤注浆加固体宏观力学特性与细观强化机理,建立了基于细观力学方法的破碎软煤注浆加固体力学性能理论预测模型与方法,开展了破碎软
【基金项目】
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国家自然科学基金（51874288,51904112）；
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注浆加固技术是维护软弱破碎围岩稳定性的有效方法,为保证实际工程中合理设计注浆参数、强化注浆加固效果、有效控制巷道围岩稳定性,本文针对破碎软煤注浆加固体进行了一系列力学性能强化规律与机理研究。本文综合采用实验室试验、理论分析、数值模拟及现场测试相结合的研究方法,系统地研究了破碎软煤注浆加固体宏观力学特性与细观强化机理,建立了基于细观力学方法的破碎软煤注浆加固体力学性能理论预测模型与方法,开展了破碎软煤巷道注浆加固现场试验与工程应用,取得了以下研究成果:（1）基于破碎软煤裂隙参数现场原位测试结果,开展了不同浆液水灰比、浆液结石体体积分数以及浆液外加剂掺量等影响下的破碎软煤注浆加固体宏观力学特性实验室试验,获得了破碎软煤注浆加固体应力-应变行为、强度特征及宏观破坏模式。（2）建立了基于Eshelby等效夹杂理论及Mori-Tanaka方法的煤-浆复合体细观力学模型,推导了破碎软煤注浆加固体力学性能预测解析公式,分析了不同煤体力学参数、浆液结石体力学参数以及体积分数等主控因素对破碎软煤注浆加固体力学性能的影响规律。（3）建立了基于颗粒离散元方法的破碎软煤注浆加固体细观数值计算模型,结合实验室试验数据标定得到了煤-煤、煤-浆、浆-浆接触面细观材料参数,分析了破碎软煤注浆加固体裂隙演化特征与煤-浆力链演化规律,揭示了破碎软煤注浆加固体细观强化机理。（4）以淮北矿区某破碎软煤沿空巷道为工程背景,开展了破碎软煤巷道注浆加固效果数值模拟,分析了不同注浆强化系数下沿空巷道围岩稳定性演化规律,提出了“破碎煤柱锚注一体化”支护技术方案与参数,并进行了破碎煤柱注浆加固现场试验与监测,取得了良好的效果。该论文有图59幅,表14个,参考文献105篇。
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