深部碎裂围岩锚注复合体与支护结构协同作用机理研究

基本信息
批准号:51879150
项目类别:面上项目
资助金额:61.00
负责人:李树忱
学科分类:
依托单位:山东大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李景龙,隋斌,晏勤,谢璨,张露晨,马腾飞,王鹏程,赵世森,万泽恩
关键词:
碎裂围岩深部隧道协同作用锚注复合体支护结构
结项摘要

With the development of economy in our country, the construction of tunnels and underground projects has reached its peak. The engineering accidents such as huge collapse of tunnel surrounding rock and large deformation of supporting structure induced by high in-situ stress have occurred from time to time. These accidents bring great economic losses and unnecessary casualties. In this study, model tests will be used to systematically study the formation mechanism, development and deformation characteristics of the anchor-grouting composite of the fractured surrounding rock in deep tunnel. The deformation evolutionary equation and the internal stress transfer technology of the anchor-grouting composite of the fractured surrounding rock in deep tunnel will be established, and surrounding rock can be used as bearing structure after anchoring and grouting. The mechanism of interaction between anchor-grouting composite and supporting structure under high in-situ stress will be studied, and a composite structural system co-supported by fractured rock and supporting structure will be constructed. A structural analysis method and a new type of post-filling technology of foam concrete will be proposed for the composite structural system. The mechanism of interaction between anchored and grouted surrounding rock, flexible foam filling and supporting structure will be revealed. Meanwhile, a mechanical analysis model and a numerical analysis method suitable for the composite structural system under high in-situ stress will be established. These achievements will provide theoretical and technical support for solutions to engineering disasters such as huge collapse and large deformation of the fractured rock in deep tunnel.

随着我国经济的发展,隧道与地下工程建设进入高峰期,由高地应力诱发的隧道围岩大体积塌方和支护结构大变形等工程事故时有发生,给工程带来极大的经济损失和不必要的人员伤亡。本研究以模型试验为手段,系统研究深埋隧道碎裂围岩锚注复合体形成机理、发展规律及其变形演化特征,建立深埋隧道碎裂围岩锚注复合体变形演化方程及其内应力转移技术,实现锚注后围岩作为承载结构的功能;研究高应力下锚注复合体与支护结构相互作用机理,构建碎裂围岩与支护共同承载的复合型结构体系;提出与复合型结构体系相适应的结构分析方法和新型泡沫混凝土壁后充填技术,揭示锚注围岩、柔性泡沫充填与支护结构相互作用机理,建立适合高地应力复合型结构体系的力学分析模型和数值分析方法。为深部隧道碎裂围岩大体积塌方和大变形等工程灾害的解决方案提供理论基础和技术支撑。

项目摘要

随着我国隧道与地下工程建设进入高峰期,在深部地下工程建设与深部资源开发利用中大体积塌方和支护结构大变形等工程事故时有发生,给工程带来极大的经济损失和不必要的人员伤亡,深部碎裂围岩的支护问题亟待解决。因此,本研究以理论分析、室内试验、模型试验和数值模拟为手段,系统研究了深埋隧道碎裂围岩锚注复合体形成机理、发展规律及其变形演化特征;揭示了高应力下锚注复合体与支护结构相互作用机理,构建碎裂围岩与支护共同承载的复合型结构体系;提出了与复合型结构体系相适应的结构分析方法和新型泡沫混凝土壁后充填技术,揭示了锚注围岩、柔性泡沫充填与支护结构相互作用机理,建立了适合高地应力复合型结构体系的数值分析方法——基于流形覆盖的拉格朗日积分点法与改进的近场动力学方法。最终建立了一套较为完整的深部碎裂围岩控制理论体系。为深部隧道施工扰动下碎裂围岩大变形诱发的大体积塌方、间隔破裂等工程灾害问题的防治和分析提供了理论基础和技术支撑。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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