浅谈地下岩土工程中关于压力拱的认识

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采动围岩压力拱与拱内铰接岩梁承载机制及控制技术

采动围岩压力拱与拱内铰接岩梁承载机制及控制技术

一、概述围岩稳定是地下工程建设中的重要问题,围岩压力拱与拱内铰接岩梁承载机制及控制技术是一项关键的研究内容。

围岩压力拱是指在地下工程中,由于外载荷作用下围岩受到应力,形成的一种稳定结构。

而拱内铰接岩梁是指在拱足或拱顶处,由于围岩存在明显的开裂或岩体变形,使得拱内存在铰接或开裂的情况。

二、围岩压力拱与拱内铰接岩梁的承载机制1. 围岩压力拱的形成机制:围岩压力拱是由地下工程施工或运行过程中的外载荷作用引起的。

当地下工程承受外载荷时,围岩受到应力从而形成了压力拱。

其主要机制包括围岩受压、内力传递和支撑机构作用等。

围岩的地质条件、应力状态、裂隙结构等也会对围岩压力拱的形成和稳定性产生重要影响。

2. 拱内铰接岩梁的承载机制:拱内铰接岩梁是由于围岩存在较大的开裂或变形,导致拱内形成了开裂或铰接的现象。

这种情况下,拱内铰接岩梁的承载机制变得更为复杂。

此时,应力、变形和渗流等因素相互作用,影响着拱内铰接岩梁的稳定性和承载能力。

三、围岩压力拱与拱内铰接岩梁的控制技术1. 围岩压力拱的控制技术:(1)地质预报和勘探技术:通过地质勘探,了解围岩的地质情况,预测围岩的变形和开裂情况,为工程设计和施工提供参考依据。

(2)支护技术:采用合适的支护结构和材料,对围岩进行支护,增强围岩的稳定性和承载能力。

(3)应力分析与监测技术:通过数值模拟和现场监测手段,分析围岩受力情况,实时监测围岩的应力变化,实施相应的控制措施。

2. 拱内铰接岩梁的控制技术:(1)岩体预处理技术:对待开裂或变形的岩体进行预处理,加固或改良其物理性质,减少其对拱内的负面影响。

(2)结构加固技术:对拱内存在铰接或开裂的岩梁进行加固处理,改善其承载能力和稳定性。

(3)监测与预警技术:采用现场监测手段,实时监测拱内岩梁的变形、裂隙情况等,提前预警并实施应对措施。

四、结语围岩压力拱与拱内铰接岩梁的承载机制及控制技术是地下工程建设和运行过程中的关键问题。

通过深入研究、合理设计和科学施工,可以有效控制围岩的稳定性和承载能力,从而保障地下工程的安全和可靠运行。

拱的覆土压力计算

拱的覆土压力计算

拱的覆土压力计算
拱的覆土压力是指土体对拱的压力,是隧道、地下室、桥梁等地下结构设计中的重要参数。

正确计算拱的覆土压力可以保证结构的安全可靠性。

下面我们来介绍一下拱的覆土压力的计算方法。

首先,计算拱的覆土压力需要知道土体的重量。

土体的重量受到土体的体积和密度的影响。

通常情况下,可以通过采样试验来确定土体的密度,然后根据土体的体积计算出土体的重量。

其次,需要知道土体对拱的摩擦力。

土体对拱的摩擦力受到土体的类型、湿度等因素的影响。

一般情况下,可以通过试验测定土体对拱的摩擦系数,然后根据土体的重量和摩擦系数计算出土体对拱的摩擦力。

最后,需要计算土体对拱的垂直压力。

土体对拱的垂直压力受到土体的重量和摩擦力的影响。

一般情况下,可以通过受压土体的体积和密度计算出土体对拱的垂直压力。

综上所述,拱的覆土压力计算方法主要包括计算土体的重量、计算土体对拱的摩擦力和计算土体对拱的垂直压力。

在实际工程中,需要根据具体情况来确定土体的密度、摩擦系数等参数,以保证计算结果的准确性。

同时,还需要考虑土体的不均匀性、地下水的影响等因素,综合分析确定拱的覆土压力,在设计中合理使用覆土压力,以保证地下结构的安全可靠性。

通过本文的介绍,相信读者对拱的覆土压力计算有了一定的了解。

希望本文能够对相关工程技术人员在实际工作中有所帮助。

浅谈地下岩土工程中关于压力拱的认识

浅谈地下岩土工程中关于压力拱的认识

浅谈地下岩土工程中关于压力拱的认识浅谈地下岩土工程中关于压力拱的认识引言煤炭资源常用方法是长壁垮落法,其开采是一个动态的过程。

随着采场的不断推进引起采场围岩应力的分布状况改变,将使得采场煤层顶板岩层周期性变形和破坏,上层覆岩层产生周期移动、变形、断裂、破碎、垮落。

目前,国内外者对采煤工作面围岩移动特征、工作面上覆岩层移动规律等方面已进行了大量研究,取得了众多成果。

这些研究包括上覆岩层的三带和回采空间周围的煤柱区域,以及由于煤层开采引起的回采空间周围岩层应力的重新分布,在周围煤柱上造成应力集中,引起附近巷道围岩也出现应力集中。

根据岩石力学,在地下开挖空间,会带来围岩应力的转移,在一定范围内产生应力集中现象。

进一步研究还表明,在地下空间埋深达到一定数值后,围岩应力转移会形成有规律的压力区域,拱形是这个区域的典型特征,被称为岩石压力拱。

由此可推知,在采场周围也会形成压力拱,在煤炭开采过程中,这个压力拱会不断变化。

开展有关压力拱的研究,分析采矿围岩压力拱的演化规律、及其对附近巷道围岩稳定和冲击地压两者之间的关系。

对于煤矿的安全生产尤为重要。

2 研究现状岩石地下工程中的拱效应现象早已被人们所认识,1907年由著名俄国学者创立的普氏学说对C=O的沙土中自然平衡拱进行了研究,并认为巷道顶部的岩石也有拱效应;Kovari对巷道开挖中存在的拱效应现象作了研究,作出了无黏结材料中存在拱效应的推测t随后Fayol在物理实验中总结出了岩石拱的基本概念,得出岩石拱的存在可以减小洞室顶部变形的结论,但他的研究只针对矿井中成层分布的岩体,且研究结果仅应用于地面沉陷,没有对拱做更深一步的探讨,也没有对他所提出的拱进行定义;1946年,Terzarghi通过实验证实拱效应在砂体中的存在,并对其进行了力学分析Huang于2001年对自然拱的判别有了初步的研究,挪威学者C Chunlin,对大型硐室围岩中锚索加固形成的应力拱进行了研究,我国在拱效应研究方面也取得了相当的进展,2O 世纪90年代中期,林乐彬应用有限元软件从应力分析的角度,得到隧道围岩压力的规律。

地下工程中压力拱研究

地下工程中压力拱研究

地下工程中压力拱研究在地下工程的建设中,由于压力拱的存在,上部土压力往往小于全覆土压力。

压力拱对于我们土木工程来说无疑是一种非常有用的东西。

它可以应用于很多地下结构建造中,是区分地下结构深浅埋的重要标志。

压力拱是围岩自稳的一种表现形式。

压力拱范围的确定对地下工程中的土压力计算起着至关重要的作用,是土木工程的重要研究对象。

通过查阅相关文献可知,在隧道工程中影响压力拱的形成和范围的有三大因素:地质条件、地下结构埋深、地下结构的跨度。

标签:自稳;压力拱;地质;埋深;跨度doi:10.19311/ki.16723198.2017.01.0961压力拱的论述我们都应坐过火车,很多的火车隧道是穿山隧道或者地下隧道,这些隧道建在海拔成百上千米的山岭中或者地下几十米的岩土中,可是在这么大压力的山体和地面下,是如何设计支撑与开挖的呢?同样的,西北的窑洞在非常简单的支护情况下是如何保证不会坍塌的呢?这是因为围岩有一种非常特殊的性质—围岩自稳。

围岩自稳是指在不受外力支护的情况下能保持自身结构自我稳定的一种力学现象。

正是由于围岩自稳现象的存在使围岩自身就能承受很大一部分力,从而使支护结构能够保证地下结构的安全。

压力拱就是一种围岩自稳现象,正是由于压力拱的存在才使地下结构保持自稳状态。

隧道开挖后,洞壁岩体失去原有岩体的支撑,在重力和初始应力场的作用下,原有的受力平衡状态和荷载传递路径会被破坏,隧道上部岩石或土体会坍塌掉落。

若隧道的埋深使开挖作用局限在地表以下时,上覆地层的变形一松动一坍塌过程会在地表以下某个相对稳定的范围内终止,就好像在这个坍塌范围的周边出现一架能够承受以上底层全部重量的压力拱结构。

这种现象被称作地层的成拱作用,似拱结构被称为压力拱,如图1,压力拱不仅只在隧道上部形成,在隧道的底部和腰部也能形成,压力拱有内外两个边界。

压力拱的形成改变了介质中原有的荷载传递状态,它能够把作用于拱后或拱上的压力传递到拱脚及周围稳定介质中去,充分发挥了岩土材料良好的受压性能。

隧道及地下工程理论思考题

隧道及地下工程理论思考题

1、我国现行规范隧道围岩分级的方法、存在问题和目前的研究现状?我国现行的铁路隧道围岩分级以围岩的稳定行为基础的。

存在的问题:1.分级档数偏少;2.整体上处于半定量阶段;3.没有考虑围岩的地质结构特征等因素;4.对土质围岩没有明确的方法体系;5.修正方法存在问题。

现状:根据大量的国内外的隧道的调研去定了各种围岩的分级方法包括一般岩质围岩、层状围岩、碎石围岩、砂质围岩、和粘质围岩、黄土围岩、以及断层破碎带分级方法。

并且考虑了地下水、地应力状态的修正。

2、地层地应力和围岩压力的含义与相互关系? 地应力是存在于地壳中的未受工程扰动的天然应力,也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力,广义上也指地球体内的应力。

围岩压力:指引起地下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏的作用力。

关系:一般来说地应力越大围岩压力越大,不过影响围岩压力的因素还有:洞室形状或大小、地质构造、支护型式和刚度、洞室埋深,以及时间因素和施工方法等3、围岩压力的定义?常用隧道围岩压力理论的种类?铁路隧道设计规范围岩压力表达式? 围岩压力:指引起地下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏的作用力。

岩土柱理论,压力拱理论,弹塑性理论,极限平衡力量,数值解法。

单线按概率极限状态垂直压力:γγ⨯⨯=⨯=s q h q 79.141.0;单、双线按破坏阶段w h q s q γγ125.40-⨯=⨯=h q ——等效荷载高度值;S ——围岩级别,如Ⅲ级围岩S=3; γ——围岩的容重;ω——宽度影响系数, ω=1+i(B-5),B ——坑道宽度,以m 计;i ——B 每增加1m 时,围岩压力的增减率(以B =5m 为基准),当B <5m 时取i=0.2,B >5m 时,取i =0.1。

适用条件为:①H/B <1.7(H 为坑道的高度);②深埋隧道;③不产生显著的偏压力及膨胀压力的一般围岩;④采用钻爆法施工的隧道。

4、现行隧道设计方法种类、特点及问题? 1.标准支护模式的设计方法。

岩土工程中的侧向土压力分析

岩土工程中的侧向土压力分析

岩土工程中的侧向土压力分析岩土工程是土木工程中一个重要的领域,涉及到土壤、岩石和地下水等地质力学与土力学问题。

而岩土工程中的侧向土压力分析是解决地下工程中设计和施工过程中的重要问题之一。

本文将围绕这一主题展开讨论,从基本概念、影响因素、计算方法等方面进行阐述,旨在加深读者对侧向土压力分析的理解。

首先,侧向土压力是指土体在受到外部荷载作用下,产生的对侧边土体的压力。

这种压力是由于土体颗粒之间的摩擦力而产生的,其作用方向垂直于土体侧边。

侧向土压力的大小受到多个因素的影响,如土壤的内摩擦角、土壤的重度、土体的排水状态等。

在地下工程中,由于挖土或施工活动,会导致原有的土体受到扰动,从而引发侧向土压力的变化。

其次,侧向土压力的计算方法有多种,根据不同的情况可以选择适合的方法。

最常用的方法是库埃特公式,即由法国工程师库埃特提出的经典计算方法。

库埃特公式主要适用于不粘性土体,并且要求土壤的排水性能较好。

该公式的基本形式为:侧向土压力=土壤的干重×土壤的活动土压力系数,其中土壤的活动土压力系数可以根据土壤的特性和应力状态进行估计。

此外,还有其他一些计算方法,如曼宁法、极限平衡法等,适用于不同的工程情况。

在实际的岩土工程中,侧向土压力的分析十分重要。

首先,它对于地下结构的设计和稳定性评估具有重要意义。

在土壤中,承受侧向土压力的地下结构,如基坑、挡土墙等,需要合理设计其结构形式和尺寸,以承受来自土壤的侧向力。

其次,侧向土压力的变化也会影响地下水的渗流。

当地下结构施工导致土壤排水路径变化时,侧向土压力会对地下水流动产生影响,可能引起水位的升降和水流方向的改变。

此外,侧向土压力分析的研究还可以为地下工程的优化设计提供理论指导。

通过深入研究土壤的力学性质和应力变化规律,可以探索不同结构形式的地下工程对土壤力学特性的影响。

合理利用侧向土压力的分布规律,可以减少地下结构对土体的依赖程度,提高工程的稳定性和安全性。

综上所述,岩土工程中的侧向土压力分析是一个值得重视的问题。

采矿岩石压力拱演化规律及其应用的研究2500

采矿岩石压力拱演化规律及其应用的研究2500

采矿岩⽯压⼒拱演化规律及其应⽤的研究2500采矿岩⽯压⼒拱演化规律及其应⽤的研究摘要:压⼒拱是由于采矿过程中顶部岩⽯由于不稳定⽽坍塌形成的。

随着在采矿过程中不断推进⼯作⾯,压⼒拱会发⽣演变。

⽽压⼒拱演变会影响到周围围岩的稳定性和冲击地压,说明围岩卸载的原因,因此岩⽯压⼒拱理论具有重要的意义。

本⽂就采矿过程中岩⽯压⼒拱形成的过程以及演化规律进⾏深⼊研究,分析了影响岩⽯压⼒拱形成及演化的因素。

⼯程实践表明,岩⽯压⼒拱的演化规律对于采矿⼯作⾯的稳定安全推进具有重要的意义。

岩⽯压⼒拱理论在采矿⼯程的应⽤能够调整岩体的围岩应⼒,从⽽减少围岩冲击地压的危险。

关键词:采矿;压⼒拱;演化规律;应⽤由于我国对煤矿的需求量⽇益增长,煤矿开采的深度不断增加,然⽽深度采矿可能会引起围岩压⼒增⼤及冲击地压等危险[1]。

保障采矿场的应⼒平衡以及围岩稳定性关系着国家的⽣命财产安全,需要对包括岩⽯压⼒拱理论在内的相关机理进⾏研究和预测以降低灾害风险。

由于采矿的持续进⾏,采场处于动态的变化过程,在此过程中,围岩应⼒在打破平衡之后重新进⾏分布调整,开采的顶部岩⽯⼀般会形成拱形的压⼒拱,拱脚处形成应⼒增⼤的集中区域,形成新的稳定结构[2]。

通过研究岩⽯压⼒拱的演化规律可以探究压⼒拱和围岩稳定性之间的关系,建⽴预测模型并应⽤于今后的采矿⼯程。

1压⼒拱及其演化规律1.1压⼒拱在采矿后,顶部的岩体为了重新保持平衡,形成应⼒集中现象,该区域的边界可能为半圆、椭圆、抛物线或者三⾓形。

若岩体为松散体且均匀承重,则形成拱形的压⼒拱,在采矿的⼯作⾯前后分别形成前拱脚和后拱脚。

如圆形硐室,根据围岩应⼒和岩体强度的⼤⼩可判断围岩的状态,若围岩应⼒⼩于岩体强度,将使围岩处于弹性状态;若围岩应⼒⼤于岩体强度,则压⼒拱的边缘向外扩展延伸。

压⼒拱承受着顶部岩体以及⾃⾝的重量。

径向应⼒是压⼒拱保持稳定的重要因素,如果径向应⼒降低,则会导致顶部岩体坍塌直⾄重新形成稳定的压⼒拱。

地层三压力之间的关系

地层三压力之间的关系

地层三压力之间的关系1. 前言嘿,朋友们,今天我们来聊聊一个有趣的话题——地层三压力之间的关系。

可能有人会问:“地层三压力是什么鬼?”别担心,咱们慢慢捋清楚。

简单来说,地层三压力就是指在地下岩层中,存在的三种不同类型的压力:有效压力、孔隙压力和总压力。

听起来有点复杂,但其实跟咱们生活中的许多事情有点像,就像压力锅里的水蒸气一样,有时候也需要好好调节。

接下来,我们就一起踏上这趟地层之旅,来看看这些压力之间到底有什么奥秘。

2. 压力的基本概念2.1 有效压力首先,咱们从有效压力说起。

有效压力,简单来说,就是地层中岩石粒子之间实际承受的压力。

想象一下,咱们在沙滩上玩沙子,踩下去会感受到沙子往上推的力量,这就是有效压力在作怪。

它跟地层的强度、稳定性息息相关,压力越大,地层就越稳定。

就像咱们常说的“稳如泰山”,这时候的地层就像个镇定的大汉,谁也别想把它动摇。

2.2 孔隙压力接下来,我们聊聊孔隙压力。

孔隙压力就是指岩石内部孔隙里流体所施加的压力。

比如说,当你喝饮料的时候,瓶子里的气泡会把液体往外推,这就有点像孔隙压力。

孔隙压力的大小直接影响到有效压力,如果孔隙压力高,岩石就会变得软软的,有点像发酵的面团,别提多脆弱了。

因此,控制好孔隙压力,就能让整个地层保持稳定,咱们可不想让自己脚下的地板突然“嘭”一声塌了吧。

3. 总压力3.1 总压力的作用好啦,最后我们聊聊总压力。

总压力就是岩层所承受的全部压力,包括有效压力和孔隙压力。

可以说,总压力就是个“大管家”,把有效压力和孔隙压力都管理得服服帖帖。

就像做生意的老板,要把成本和收益都算清楚,才能知道赚了多少。

总压力的变化会直接影响到地层的行为,太高了可能会导致地震,太低了又会让地下水过于丰富,形成淹水等情况,真是一头的麻烦。

3.2 三压力的互动关系这三种压力之间可不是单打独斗的,彼此之间可有着千丝万缕的联系。

举个简单的例子,当孔隙压力增加时,通常会导致有效压力降低,这就像是朋友间的相互影响,有时候一方的情绪波动会直接影响到另一个人的心情。

岩石力学---第11章-地下硐室围岩压力分析及计算教学文稿

岩石力学---第11章-地下硐室围岩压力分析及计算教学文稿

侧壁围岩压力为滑移块体A′EL或B′MF的自重 在水平方向上的投影。
按土压力理论计算
ee1 2 gg(1h h t1g 2l4)t05 g24 m 05 2m2
•侧壁围岩压力
p 2 1 2 (e 1 e 2 )l2 g(2 lh 1 l)t2 g (40 52 m )
平衡拱理论只适用散体结构岩体。 洞室上覆岩体需有一定的厚度(埋深H>5b1), 才能形成平衡拱。
由此可得拱的方程为:
y V x2
2Rx
设平衡拱的拱高为
h,半跨为b,则:
Rx
V b2
2h
考虑半拱LO的平衡,L0受Rx、σv作 用,在拱脚L点受反力T和N作用。
R xTN,fVbN
考虑一定的安全储备,摩阻力只 取一半,则有:
Rx 12Nf12Vbf
进而推出
h b f
f为岩体的普氏系数(或称坚固性系数)
洞的半跨将由b扩大至b1,侧壁岩体将沿LE和MF滑动, 滑面与垂直洞壁的夹角为α=45°-φm/2 。则:
b1
b
l
tg450
m
2
h1
b1 f
b f
ltg(450 m
f
2)
洞顶的总松动围岩压力p1 为AA′B′B块体的重量
p 1g b b (h 1 y )d x g b b (b f1 x f2 1 b )d x 2 3 fg 1 b (3 b b 1 2 b 2 )
则结构体ABC不稳定,在下滑时 对支架产生水平推力,即对支架施 加的侧压力为:
P h = T ( T 1 T 2 )co 1 s
即:
P h W s1 i ( c 0 n B W c C 1 o t0 ) g s c1 os

矿山压力理论..

矿山压力理论..

研究生课程论文一、采场矿山压力有哪些假说,各假说的主要观点如何?可以解释哪些现象?试论述各假说间有何联系与区别?你认为往什么方向发展,才能取得较大的进展?答:1.压力拱假说压力拱(也称自然平衡拱)假说,是最早的矿压假说,德国人哈克(W.Hack)和吉利策尔(G.Gillitzer)于1928年提出。

压力拱假说认为:在回采工作空间上方,由于岩层自然平衡的结果而形成了一个压力拱,拱的一个支撑点是在工作面前方的煤体内,形成了前拱角,而另一个支撑点是在采空区的充填体上,形成了后拱角,随着工作面的推进,前后拱角也将向前移动;开掘在任何岩层中的巷道,由于重力作用,顶板岩层发生破坏变形,形成一稳定的卸载拱。

拱承受拱面以上全部岩石的重量,并将全部载荷经压力拱的拱脚传递到巷道两帮岩石而引起巷道两帮鼓出以及底板隆起等围岩变形,巷道支架所承受的载荷是拱面以下已经破碎的有限断面内的岩石总重量。

压力拱假说比较简明地阐述了采场围岩卸载的原因,探讨了围岩平衡状态及其范围,对回采工作面前后支承压力的形成及回采工作空间处于卸压区做出了一些解释。

压力拱在巷道中并不是唯一的表现形式,支架压力取决于一系列的矿山地质条件及技术条件,其中起主要作用的是巷道围岩性质,支架特性及结构形式。

在回采工作面,由于煤层顶底板岩性不同,顶板管理方法,支架形式及特性以及回采工艺的差异,可能形成不同的复杂的力学结构。

这远非压力拱理论所能概括与阐明的。

压力拱假说认为:支架压力源于拱内岩石的重量,与支架特性及采深无关,这显然与实际情况不符。

对坚硬的层状岩石,无论在巷道还是在采场,都不可能形成拱,这对压力拱假说是不适合的。

我认为此假说以后在拱的特性、岩层变形、移动和破坏的发展过程以及支架与围岩的相互作用方面能取得较大的发展。

2.悬臂梁假说悬臂梁假说是由德国施撬克于1916年提出的,后得到英国的费里德,前苏联的格尔曼等的支持。

此假说认为:工作面和采空区上方的顶板可视为梁,它一端固定于岩体中,一端处于悬伸状态,在悬臂梁弯曲下沉后,受到已垮落的岩石支撑,当悬伸长度很大时,发生有规律的周期性折断,从而引起周期来压,而我们知道地下岩体是一种层状的连续弹性介质,未受扰动的岩体所受的力主要是垂直应力则形成彼此相互作用的组合悬臂梁,这种岩梁在采场上下两端的煤柱处也被固定着,因而形成了三面被固定的悬板,即所谓的悬臂梁假说。

n05地下洞室的围岩应力与围岩压力分析

n05地下洞室的围岩应力与围岩压力分析

5 地下洞室的围岩应力与围岩压力5.1 地下洞室的围岩应力计算及应力分布5.1.1 概述在岩体中开挖地下洞室,必然会破坏原来岩体内相对平衡的应力状态,并在一定范围内引起岩体天然应力状态的重分布。

岩体的强度和变形特性是否适应重分布以后的应力状态,将直接影响地下建筑物的安全。

为了正确评价地下建筑的稳定性,除进行必要的地质分析外,对围岩应力分布特征的分析和计算,也是评价围岩稳定性所必须的环节。

洞室开挖后,周围的岩石在一般情况下(侧压力系数<3)必然会在半径方向上发生伸长变形,在切线方向上发生压缩变形,这就使原来径向上的压缩应力降低,切向上的压缩应力增高,而这种降低和增高的程度随着远离洞壁逐渐减弱,达到一定距离后基本无影响。

通常将应力的这种变化称为应力重分布(即原始的应力状态变化到新的平衡的应力状态的过程)。

把应力重分布影响范围内的岩体称为围岩。

围岩内的应力称为围岩应力或二次应力(相对与天然应力)。

理论研究和实际测量结果表明,围岩应力的分布规律与开挖前岩体的天然应力状态及洞型等有关。

地下工程在设计、施工和使用时,总是要研究其稳定性问题。

在地下工程(井巷、隧道、洞室等)工作期内,安全和所需最小断面得以保证,称为稳定。

稳定如果用公式来表示的话,就是:Uu S <<max max σ 其中,σmax 、u max ——地下工程岩体或支护体中最大、最危险的应力与位移;S 、U ——岩体或支护材料的强度极限与位移。

无论无支护或有支护,凡涉及这方面研究的问题,统称为稳定性问题。

地下工程稳定性可分为两类:(1)自稳——能长期自行稳定的情况,如天然石灰岩溶洞、某些金属采矿场等。

通常不需要进行支护。

(2)人工稳定——需要依靠支护才能达到稳定的情况,如煤矿中的软岩巷道、表土洞室等,由于次生应力场的作用形成破碎带。

地下工程自身影响范围达不到地面的,称为深埋,否则称为浅埋。

深埋地下工程存在如下力学特点:(1)可视为无限体中的孔洞问题,孔洞各方向的无穷远处仍为原岩体;(2)当埋深Z 达到巷道半径或宽高之半的20倍及以上时,巷道影响范围内的岩体自重可忽略不计;原岩水平应力可以简化为均匀分布,通常误差不大(在10%以下);(3)深埋的水平巷道长度较大时,可作为平面应变问题处理。

简析普氏理论求解洞室围岩压力问题

简析普氏理论求解洞室围岩压力问题

简析普氏理论求解洞室围岩压力问题作者:石喜梅来源:《科技与创新》2014年第17期摘要:地下开挖对周围地层的力学作用强度是随着距离的变化而逐渐衰减的。

深埋隧道上覆地层变形、松动、坍塌的过程会在地表以下某个相对稳定的范围内终止,就好像坍塌范围的周边出现了能够承受上覆岩层的“压力拱结构”一样,这种现象被称为地层的成拱作用。

此时,拱下坍落的重量决定了顶部的压力。

利用普氏理论求解塌落围岩压力。

关键词:普氏理论;地层;洞室围岩;压力中图分类号:TU457 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)17-0131-02该理论是由俄国学者普罗托季亚科诺夫提出的,其基本假定是:①岩体为没有黏聚力的松散体。

他认为,岩体中的结构面完全破坏了岩体的整体性,虽然岩体具有较弱的黏聚力,但是可以忽略;岩体抗拉、抗减、抗弯的能力极其微弱。

②深埋洞室开挖首先会引起洞顶塌落,但是这种塌落是有一定限度的,并在洞顶形成自然平衡拱。

1 普氏理论的受力分析机理普氏理论的受力分析不同于传统的受力分析,主要体现在三个方面:①自然拱的切线方向只作用有压应力,所以,它又被称为压力拱。

②压力拱以上岩体的重量(压力)通过压力拱传递到拱脚和附近岩体中,这可能会导致边墙被破坏。

所以,稳定的压力拱应该是考虑过边墙可能失稳范围后的最终压力拱。

③作用在衬砌上的压力就是压力拱与衬砌之间岩石的重量,与拱外岩体无关。

基于以上三点可知,问题的关键在于正确确定拱的形状。

当地质条件对称时,压力拱的受力和形状必然对称。

将压力拱(线)作为研究对象,把它当成对称问题研究。

取一半拱线分析,上端点受到轴向力Rx,下端点受水平和垂向力的作用(T,N),拱线受垂直和水平应力的作用,一般将水平应力计入拱座水平推力T中,忽略应力随着高度的变化而变化。

2 工程案例以某在建洞室为例,利用普氏理论对其进行围岩压力解析。

洞室的横断面如图1所示。

在图1中,某洞室建在普通的泥灰岩中,宽2a=8 m,高H=5 m。

岩土中的土压力分析与计算

岩土中的土压力分析与计算

岩土中的土压力分析与计算岩土工程中,土压力是一个重要的参数,它对于土壤力学性质的研究和工程设计具有重要的影响。

在土体与结构的相互作用中,土压力的准确计算是确保工程稳定性和可靠性的关键。

本文将介绍岩土中的土压力分析与计算的相关内容。

一、土压力的定义土压力是指土体对于单位面积上的垂直力的大小。

在岩土工程中,土体常常受到竖向荷载或侧向力的作用,从而产生土体内的应力。

这些应力作用在土体的各个方向上,导致土体受力分布不均匀。

土压力的分析和计算主要针对土体受侧向力作用时的应力状态。

二、土压力的分析方法在土压力的分析中,常用的方法有排土体法、摩尔库伦土压力理论和库伦横向土体力学理论。

这些方法可以根据土体的力学性质和工程需要选择使用,并结合实际情况进行综合分析。

1. 排土体法排土体法是一种经验性的方法,适用于土壤类型较为单一的情况。

根据不同土体的排土性质和力学特性,可以采用不同的推导公式进行计算。

2. 摩尔库伦土压力理论摩尔库伦土压力理论是一种常用的土压力分析方法。

该理论假设土体的应力状态符合弹性理论,适用于弹性土体。

通过考虑土体孔隙水压力的影响,可以建立土体的力学模型,进而计算土压力的大小。

3. 库仑横向土体力学理论库仑横向土体力学理论是一种适用于细粒土和粘粒土的土压力分析方法。

该理论基于土体的内摩擦力和剪胀性,通过考虑土体的各向异性和应变特性,可以计算土体的应力分布和土压力的大小。

三、土压力的计算公式1. 侧压力计算公式土压力的大小与土壤性质、侧压力、岩土体强度参数等因素有关。

根据实际情况和所采用的分析方法,可以使用以下公式计算土压力:- 简化库仑公式:土压力P=K_a*γ*H*(1+K_p)其中,P为土压力大小,K_a为活动土压力系数,γ为土壤的单位体重,H为土体的高度,K_p为被动土压力系数。

- 联络公式:土压力P=K_a*γ*H*(1+K_p*(d/H))其中,d为离开墙壁表面的水平距离。

2. 剪胀土体压力计算公式对于剪胀土体,可以使用以下公式计算土压力:- 库伦公式:土压力P=K_0*γ*H+(K_c-K_0)*σ_v其中,K_0为等静压力系数,K_c为剪胀系数,σ_v为有效垂直应力。

浅谈地下岩土工程中关于压力拱的认识

浅谈地下岩土工程中关于压力拱的认识

浅谈地下岩土工程中关于压力拱的认识作者:童帅来源:《中国科技博览》2013年第37期摘要:采动作用下的岩体应力转移变化所形成的压力拱演化规律研究,对巷道和采场顶板稳定及选择合理的采空区处理方式有着重要意义。

关键词:矿山压力;压力拱;应力集中1 引言煤炭资源常用方法是长壁垮落法,其开采是一个动态的过程。

随着采场的不断推进引起采场围岩应力的分布状况改变,将使得采场煤层顶板岩层周期性变形和破坏,上层覆岩层产生周期移动、变形、断裂、破碎、垮落。

目前,国内外学者对采煤工作面围岩移动特征、工作面上覆岩层移动规律等方面已进行了大量研究,取得了众多成果。

这些研究包括上覆岩层的“三带”和回采空间周围的煤柱区域,以及由于煤层开采引起的回采空间周围岩层应力的重新分布,在周围煤柱上造成应力集中,引起附近巷道围岩也出现应力集中。

根据岩石力学,在地下开挖空间,会带来围岩应力的转移,在一定范围内产生应力集中现象。

进一步研究还表明,在地下空间埋深达到一定数值后,围岩应力转移会形成有规律的压力区域,拱形是这个区域的典型特征,被称为岩石“压力拱”。

由此可推知,在采场周围也会形成压力拱,在煤炭开采过程中,这个压力拱会不断变化。

开展有关压力拱的研究,分析采矿围岩压力拱的演化规律、及其对附近巷道围岩稳定和冲击地压两者之间的关系。

对于煤矿的安全生产尤为重要。

2 研究现状岩石地下工程中的拱效应现象早已被人们所认识,1907年由著名俄国学者创立的普氏学说对C=0的沙土中自然平衡拱进行了研究,并认为巷道顶部的岩石也有拱效应;Kovari对巷道开挖中存在的拱效应现象作了研究,作出了无黏结材料中存在拱效应的推测;随后Fayol 在物理实验中总结出了岩石拱的基本概念,得出岩石拱的存在可以减小洞室顶部变形的结论,但他的研究只针对矿井中成层分布的岩体,且研究结果仅应用于地面沉陷,没有对拱做更深一步的探讨,也没有对他所提出的拱进行定义;1946 年,Terzarghi也通过实验证实拱效应在砂体中的存在,并对其进行了力学分析;Huang于2001年对自然拱的判别有了初步的研究;挪威学者C Chunlin,对大型硐室围岩中锚索加固形成的应力拱进行了研究;我国在拱效应研究方面也取得了相当的进展,20 世纪90 年代中期,林乐彬应用有限元软件从应力分析的角度,得到隧道围岩压力的规律,进而分析巷道的稳定性;宋宏伟等研究了压力拱的基本特性,提出了压力拱隧道稳定性理论;谢广祥等提出了宏观应力壳结构,分析了综放工作面的力学特征。

6.3.1 普式压力拱理论

6.3.1 普式压力拱理论

洞室开挖
应力重分布
洞顶出现拉应力
拉应力超过岩石抗拉强度
塌落到一定程度后自然平衡,不再塌落
顶部岩石破坏,失去平衡而逐渐塌落
压力拱 坍落拱
作用于支护上的松动山岩压力包括2个部分:顶拱的垂直山岩压力和 侧墙的水平山岩压力。
垂直山岩压力→关键在于松动区的体形,即压力拱形状。
关于推求压力拱形状的方面存在不同的假设,假设不同,山岩压力也 不同。
一般采用普罗托奇耶柯诺夫的压力拱理论,即普氏压力拱理论。 普氏认为:岩体内总是有许多大小的裂隙、层理、节理等软弱结构面 ,将岩体切割成各种大小的块体,破坏岩体的完整性,造成松动性,可以 把洞室周围的岩体看成没有凝聚力的大块散粒体。
岩石坚固系数
实际上岩石存在凝聚力,一般采用增大内摩擦系数的方法来补偿这一因素,这个增大的 内摩擦系数称为岩石的坚固系数。
原岩的抗剪强度
岩体看作散粒体
1 砂土及松散材料 f K tg
2 整+谓ygd3076或关注桃报:奉献教育(店铺)
对于中等质量和稳定性较差的围岩,需要确定作用于支护上的山岩压力的大小,确 定支护的类型和参数(如喷混凝土的厚度,锚杆的直径、间距、是否施加钢支撑等)。
山岩压力的大小在工程上具有重要意义。取值过大,则衬砌需要做得很厚,造成浪 费;取值太小,衬砌做得很薄,不能承受实际山岩压力,造成衬砌破坏和围岩失稳。

地下建筑结构 作业答案

地下建筑结构 作业答案

1简述围岩压力的两种计算方法?两者有何区别?答:①按松散体理论计算围岩压力当地下结构上覆岩层较薄时。

通常认为覆盖层全部岩体重量作用于地下结构。

这时地下结构所受的围岩压力就是覆盖层岩石柱的重量。

深埋结构是指地下结构的埋深大到这样一种程度,以致两侧摩擦阻力远远超过了滑移柱的重量,深埋结构的围岩压力是研究地下洞室上方一个局部范围内的压力现象部分岩体的稳定性,这部分岩体称为岩石拱,只有以下岩体重量对结构产生压力,称此为压力拱,为二次抛物曲线。

水平围岩压力只对较松软的岩层才考虑。

由于围岩隆起而对衬砌底板产生的作用力叫底部围岩压力②按弹塑性体理论计算围岩压力2简述弹性抗力的基本概念。

其值大小与那些因素有关系?答:地下建筑结构除承受主动荷载作用外(如围岩压力、结构自重等),还承受一种被动荷载,即地层的弹性抗力。

岩土体将制止结构的变形,从而产生了对结构的反作用力,对这个反作用力习惯上称弹性抗力。

弹性抗力大小和分布规律不仅决定于结构的变形,还与地层的物理力学性质有着密切的关系。

3简述弹性地基梁两种计算模型及其区别?答:(1)局部弹性地基模型地基表面任一点的沉降与该点单位面积上所受的压力成正比。

即y=p/k这个假设实际上是把地基模拟为刚性支座上一系列独立的弹簧。

当地基表面上某一点受压力p时,由于弹簧是彼此独立的,故只在该点局部产生沉陷y,而在其他地方不产生任何沉陷。

(2)半无限体弹性地基模型把地基看作一个均质、连续、弹性的半无限体(半无限体是指占据整个空间下半部的物体,即上表面是一个平面,并向四周和向下方无限延伸的物体)。

4简述弹性地基梁与普通梁的区别?答:(1)普通梁只在有限个支座处与基础相连,梁所受的支座反力是有限个未知力,因此,普通梁足静定的或有限次超静定的结构。

(2)普通梁的支座通常看作刚性支座,即略去地基的变形,只考虑梁的变形;弹性地基梁则必须同时考虑地基的变形。

5何为长梁、短梁、刚性梁,有何区别?答:短梁:当弹性地基梁的换算长度1<λ<2.75时,属于短梁,它是弹性地基梁的一般情况。

压力拱理论

压力拱理论

压力拱理论
隧道未开挖时,岩体受重力作用,围岩全部受压,则在任意一条曲线上围岩应力为受压状态,且处于三向受压状态,如图 1 所示,任意曲线A 及曲线B 都是压力拱线,都是稳定的。

在隧道开挖后,由于卸荷作用,则不能保证任意一条曲线上的围岩都处于受压状态,考虑到岩石的受拉承载力低,以拉应力为零的曲线作为最低的压力拱线,在最低的压力拱线以上的任意一条曲线 A 也是压力拱线( 如图2 所示) 。

从上可以看出,压力拱的概念就是一条应力为压应力的曲线,隧道开挖后有最低压力拱线的存在,最低压力拱线通常就称为压力拱。

压力拱线和隧道开挖面间的围岩为受拉状态,会产生破坏,相当于导致二次开挖,原来的压力拱线在二次开挖下可能会向上移动,从而形成二次压力拱线。

将应力发生某种情况变化的、具有一定面积或体积的区域作为压力拱的作法有商榷之处。

压力拱一般情况下可以看成一个稳定体,但从理论上来讲,需要考虑由于隧道开挖,压力拱线从原来的三向受压状态转变为两向受压状态,可能会导致压力拱线变成不稳定,另外由于隧道开挖卸荷作用,局部应力会增大,也可能导致压力拱线不稳定。

指地下岩石孔隙中流体所具有的压力

指地下岩石孔隙中流体所具有的压力

指地下岩石孔隙中流体所具有的压力地下岩石孔隙中流体的压力,听起来就像是一个高深莫测的地质学课题对吧?其实说白了,就是这些藏在地下岩石缝隙里的流体——比如水、油或者天然气,它们在这些狭小空间里是怎么相互作用、互相推挤的。

这些流体在地下压得很紧,就像你把气球吹得特别大,气球里面的气体压得满满的,结果一不小心气球就会爆炸。

地下也是一样,流体在岩石孔隙中的压力越大,危险就越大。

你说神奇不神奇?这些压力不仅影响地下的结构,还影响着我们能不能找到石油、天然气,甚至决定了矿井里是否能安全开采。

所以说,这个压力可大可小,它的变化跟地质环境、岩石的类型、流体的性质有着密不可分的关系。

你是不是有点懵?别急,慢慢来。

你想啊,地下的岩石就像是一堆沉甸甸的“大砖头”,而这些“大砖头”之间呢,充满了许许多多的小孔,这些小孔就像地下的“迷宫”,把流体紧紧包裹在里面。

流体在这些小孔中流动时,会受到这些“砖头”的挤压,从而形成所谓的压力。

你看,地下的流体根本没有什么空间可言。

它们像极了那些挤在地铁里的人,每一个都要“紧贴”着别人,就差没跟别人合体了,尤其是在人潮汹涌的高峰期,压力可大了!地下的流体就像这么样在岩石的迷宫里玩“推推乐”,压力越大,流体的运动也越“激烈”,甚至可能导致岩层发生破裂或者漏出液体。

而这种压力,实际上跟流体的密度和岩石的紧密程度有关系。

比如说,某些地方的岩层密度很大,流体想要在里面“溜达”就得费劲,这时候,压力自然就高;而在一些岩层比较松散的地方,流体可以稍微悠闲点儿,压力就低了。

像是你拿两根弹簧做实验,一根松的,弹性小,压下去比较轻松;另一根硬的,弹性强,压下去可费劲儿,压力自然大。

这就能明白为什么不同地方的地下压力各不相同了。

而这压力的变化呢,真是有点儿让人琢磨不透。

你想,天气变了,地震来了,甚至是人类自己钻井、开采油气的时候,地下流体的压力都会发生一些变化。

有些地方的地下流体压力特别高,简直就是“火山爆发”前的宁静。

矿压学习心得

矿压学习心得

矿山压力与围岩控制学习心得一、对矿山压力和围岩控制的认识通过本科四年、研究生三年以及博士一学期的学习,我对矿山压力和围岩控制这门科学有了一些初步的认识与理解,现就我自己的学习和理解浅谈一下对矿山压力与围岩控制的一些相关认识和学习心得。

地下岩体在受到煤矿开采影响以前,由于岩层自重的作用在其内部引起的应力,通常称为原岩应力,由于开采前的岩体是处于静止状态的,所以原岩体是一个处于应力平衡状态的整体,当进行开掘巷道或进行回采工作时,采动影响破坏了原来岩体所处的应力平衡状态,造成岩体内部应力的重新分布,当重新分布的应力超过煤岩体的极限强度时,就会使巷道和回采工作面周围的煤、岩体发生破坏情况,这种情况将持续到煤、岩体内部的应力状态重新达到新的应力平衡为止。

此时,巷道和回采工作面周围的煤、岩体内就会形成一个与原岩应力场显然不同的新的应力场。

这种由于在地下进行采掘活动而在井巷,硐室及回采工作面周围煤、岩体中和支护物上所引起的力,就叫矿山压力,简称矿压,也叫地压。

围岩控制是为了使矿山压力的显现能够不影响正常的开采工作,以及保证生产的安全进行所采取的各种技术措施,加以控制围岩的移动变形。

包括巷道布置、工作面形式、对巷道及采煤工作面空间所采取的支护方式、对软弱的煤岩体进行的加固工艺,采用各种有效的方法使巷道或采煤工作面得到卸压。

而对于采空区,可以进行采空区充填的方式,或者用人工强制房顶等方法使采空区顶板按照预期方案进行冒落的方式,防止采空区大面积悬顶等等一系列的控制技术和方法就称为岩层控制技术。

矿山压力与围岩控制这门科学对于煤矿的实际生产具有非常重要的实际意义,它指导矿山的建设,安全生产等等个方面工作的进行,是采矿行业的基础学科之一,同时作为作为采矿行业的基础理论学科,由于其对采矿行业的重要性,得到了广泛的研究学习,推动了采矿学科的科学健康发展,创造了显着的经济效益和社会效益。

矿山压力理论建立和发展的基础建立在几种矿山压力假说的基础上,矿山压力假说是采矿科学发展的重要形式,是弄清矿山压力及其显现规律的有效途径。

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浅谈地下岩土工程中关于压力拱的认识
引言
煤炭资源常用方法是长壁垮落法,其开采是一个动态的过程。

随着采场的不断推进引起采场围岩应力的分布状况改变,将使得采场煤层顶板岩层周期性变形和破坏,上层覆岩层产生周期移动、变形、断裂、破碎、垮落。

目前,国内外者对采煤工作面围岩移动特征、工作面上覆岩层移动规律等方面已进行了大量研究,取得了众多成果。

这些研究包括上覆岩层的三带和回采空间周围的煤柱区域,以及由于煤层开采引起的回采空间周围岩层应力的重新分布,在周围煤柱上造成应力集中,引起附近巷道围岩也出现应力集中。

根据岩石力学,在地下开挖空间,会带来围岩应力的转移,在一定范围内产生应力集中现象。

进一步研究还表明,在地下空间埋深达到一定数值后,围岩应力转移会形成有规律的压力区域,拱形是这个区域的典型特征,被称为岩石压力拱。

由此可推知,在采场周围也会形成压力拱,在煤炭开采过程中,这个压力拱会不断变化。

开展有关压力拱的研究,分析采矿围岩压力拱的演化规律、及其对附近巷道围岩稳定和冲击地压两者之间的关系。

对于煤矿的安全生产尤为重要。

2 研究现状
岩石地下工程中的拱效应现象早已被人们所认识,1907年由著名俄国学者创立的普氏学说对C=O的沙土中自然平衡拱进行了研究,并认为巷道顶部的岩石也有拱效应;Kovari对巷道开挖中存在的拱效应现象作了研究,作出了无黏结材料中存在拱效应的推测t随后Fayol在物理
实验中总结出了岩石拱的基本概念,得出岩石拱的存在可以减小洞室顶部变形的结论,但他的研究只针对矿井中成层分布的岩体,且研究结果仅应用于地面沉陷,没有对拱做更深一步的探讨,也没有对他所提出的拱进行定义;1946年,Terzarghi通过实验证实拱效应在砂体中的存在,并对其进行了力学分析Huang于2001年对自然拱的判别有了初步的研究,挪威学者C Chunlin,对大型硐室围岩中锚索加固形成的应力拱进行了研究,我国在拱效应研究方面也取得了相当的进展,2O 世纪90年代中期,林乐彬应用有限元软件从应力分析的角度,得到隧道围岩压力的规律。

进而分析巷道的稳定性,宋宏伟等研究了压力拱的基本特性,提出了压力拱隧道稳定性理论,谢广祥等提出了宏观应力壳结构,分析了综放工作面的力学特征。

3 压力拱的定义及研究方法
压力拱的产生是岩石地下工程中拱效应现象之一,拱结构是设计人员根据荷载确定几何形状为拱形的一种结构。

拱效应是材料在受力后出现变形,为了抵抗变形而发生力传递的偏离,是材料在荷载作用下自发产生的自我调节以达到自稳的一种现象。

根据工程力学,在地下开挖空间,会带来围岩应力的转移,在一定范围内产生应力集中现象。

近期研究还表明,在地下空间埋深达到一定数值后,围岩应力转移会形成有规律的压力区域,拱形是这个区域的典型特征,被称为岩石压力拱。

近年来,国内外学者对围岩自调节成拱特性进行了大量研究,取得了众多研究成果。

如借助数值模拟法,获得了压力拱的影响因素与压力拱厚度之间的关系探讨了双隧道的合理间距
和埋深的关系;分析了不同开挖方式所形成的压力拱差异t得到了围岩压力拱和锚固压缩拱的空间关系.利用相似物理模拟试验,建立了压力拱与巷道围岩稳定的关系。

本文基于对压力摸形成及发展规律的认识,研究岩石地下工程中的拱现象可以弄清岩体的自承载能力及硐室稳定的机理,为支护设计和工作面及巷道布置提供必要的指导。

3.1巷道围岩压力拱的特性及确定依据
压力拱是岩体为抵抗不均匀变形而进行自我调节的一种现象,是围岩内应力发生集中、传递路线发生的偏转而形成的一种拱形应力分布区。

这种现象无法用肉眼观测到,它的主要特点是地下工程开挖后主应力方向发生偏转,但无破裂发生。

压力拱不仅存在于顶板上,也存在于两帮和底板。

根据压力拱的定义,用应力分析方法可以确定拱体上、下边界。

(1)确定下边界的判别方法:如果围岩为无破坏的理想状态,由于拱体自身和其上的荷载向硐室两侧转移,在拱体内部最小主应力减小,最大主应力增大,因此最大主应力在边界处最大。

当有破坏发生在围岩中时,由于变形导致应力释放,该处的最大主应力减小,因此,最大主应力的最大值在压力拱的下边界处。

(2)确定上边界的判别方法:上边界根据最小主应力在拱体内被转移到最大主应力这种现象来确定。

拱体内的岩体,最小主应力逐渐减小,最大主应力逐渐增大,因此可以用围岩中最小主应力的减小量来判断该
部分岩体是否属于拱体,如减小量大,则被认为该部分岩体进入了拱体。

3.2采场围岩压力拱的分析
煤炭资源开采常用长壁垮落法,其开采破坏了原岩应力平衡,引起采空区围岩切向应力升高、径向应力降低,并在采空区的围岩中形成压缩区域一围岩压力拱。

以上叙述的压力拱特性研究,主要针对隧道围岩压力拱,以下对采场及采空区压力拱的形成进行分析。

长壁工作面上覆岩层中,是否存在大结构,以及这一结构是什么形式,一直是采矿科学研究的一个重要课题。

从应力场的角度出发,解释在长壁工作面上覆岩层中存在类似拱的结构体,构成地壳的岩体是在延续着的漫长的地质年代中形成的。

在形成和存在的整个地质历史中,它经历了各种地质构造力的作用,使得岩体性质非常复杂。

当前很难准确表达它的基本属性,它是一种特殊的复杂的介质。

但是,有一点对岩体说来是共同的,即它们都处在地球的引力场内,岩体有自重,岩体之间彼此接触,使之处于平衡状态。

地下岩体在采动以前,由于自重作用其内部产生应力,原岩体处于应力平衡状态。

采煤工作面推进过程中,围岩应力不断转移,引起围岩切向应力集中影响范围增大,形成了环绕采空区的承担上层覆岩重力的岩石压力拱,其空间形态近似为长轴在开采面推进向,短轴在工作面向的鸡蛋形厚壁压力拱结构。

如图l所示
1)工作面推进开始后,这个压力拱在工作面走向剖面的压力拱由长轴在工作面的垂直向过渡到平行向,并保持。

而工作面倾向剖面的压力拱始终保持长轴在垂直向。

2)随工作面推进距离的增加,压力拱的外边界向岩体深部移动,压力拱拱体变厚,压力拱内的围岩应力增加,这一结论与采动动压研究结论相符。

3)工作面开始推进时,采场似圆孔,推进一定距离后,引起采场前方支承压力在发展变化;当工作面推进一定距离后,冒落破坏高度充分发育并且基本保持不变,由于采空区冒矸压实和支撑作用的影响,使得支承压力处于相对稳定状态。

4 结论
回采工作面的地质和生产技术条件决定压力拱的规模和形状,压力拱的规模和形状又决定着围岩的活动及对采掘工作的影响。

因此,深人研究压力拱必将能进一步解释一系列矿压显现规律。

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