王洪涛
- 作品数：22 被引量：528H指数：12
- 供职机构：山东大学土建与水利学院岩土与结构工程研究中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学更多>>
- 基于巷道顶板三维围压计算的锚索梁布置方式作用机制研究被引量：7
- 2013年
- 为分析锚索梁不同布置方式作用机制,以低围压下围岩峰后强度研究成果为基础和支撑,建立了支护系统对顶板围岩作用的三维力学模型,通过理论分析和推导得到了锚索梁(及其各种不同布置方式)、锚杆、锚索单独或联合作用下的顶板围岩围压计算公式。利用该公式,以赵楼煤矿千米深井巷道支护为工程背景,对让压型锚索箱梁4种不同布置方案进行算例分析,对比围压值及其分布范围可知:纵横组合方案在顶板围岩中形成的围压状态最佳,其次为纵向单梁方案,纵向双梁方案及横梁方案分列其后。该不同布置方案围压状态优劣顺序与现场试验巷道支护效果的优劣顺序一致。锚索梁支护系统不同布置方式作用机制在于,不同锚索梁布置方式在顶板围岩中形成的围压状态有明显差异,且该围压状态是决定支护方案效果的一个重要因素,两者正相关。
- 李为腾李智李术才江贝梅玉春王琦王德超王洪涛
- 关键词：围压
- 深部厚顶煤巷道大型地质力学模型试验系统研制与应用被引量：20
- 2013年
- 为研究深部厚顶煤巷道围岩应力演化规律与变形特征,研制了大型地质力学模型试验系统。该系统由反力装置、柔性均布压力加载装置、数字智能液压控制系统和高精度多元实时监测系统组成,具有可自由拼装、模拟空间大、荷载集度高、边界加载均匀和模拟精度高等特点。以赵楼煤矿3302工作面运输巷为工程背景,通过大量的相似材料配比及力学参数测试,确定了两种不同系列的材料分别模拟砂岩和煤层;设计制作了预应力锚杆(索)、箱型支护梁、钢带及托盘等相似构件;对让压型锚索箱梁支护系统进行了大比尺模型试验研究,得到了深部厚顶煤巷道开挖支护过程中的围岩内部应力演化与变形规律。结果表明,该系统能够较好地进行深井煤巷及其他大型地下硐室开挖支护全过程的模型试验研究。
- 李术才王德超王琦王富奇彭蓬李为腾江贝王洪涛
- 关键词：地质力学模型试验
- 深部厚煤层综放沿空掘巷煤柱合理宽度试验研究被引量：178
- 2014年
- 煤柱合理宽度的确定是影响综放沿空掘巷围岩稳定性的重要因素。以深部厚煤层综放沿空掘巷赵楼煤矿11302工作面轨道巷为工程背景，首次提出一种新型侧向支承压力监测方法，通过现场应力监测和数值模拟相结合的研究方法确定区段煤柱合理留设宽度。现场应力监测与数值模拟结果显示，采空区侧向支承压力影响范围为50～56 m，低应力区宽度为12～15 m，考虑沿空巷道应处于应力降低区内，煤柱留设宽度不应大于7～10 m；同时，从有利于锚杆锚固出发，煤柱宽度不应小于4 m。综合考虑煤柱稳定性、次生灾害控制及煤炭资源回收等因素，最终确定煤柱留设宽度为5 m。采用大型地质力学模型试验与现场试验对煤柱宽度合理性进行验证，结果表明，巷道表面位移均呈现沿空帮＞顶板＞实体帮＞底板的变化趋势，掘巷稳定后，现场实测顶底板移近量最大为271 mm，两帮移近量最大为359 mm，巷道围岩控制效果较好；同时，锚杆、锚索受力均在其屈服范围内，并为回采期间预留充足的余量。研究结果可为类似开采条件下的区段煤柱宽度确定提供参考依据。
- 王德超李术才王琦李为腾王富奇王洪涛彭蓬阮国强
- 关键词：采矿工程沿空掘巷煤柱侧向支承压力
- 不同屈服条件对巷道围岩塑性区的影响研究被引量：10
- 2011年
- 基于Drucker-Prager准则,推导了巷道围岩塑性区的解析解,以某工程为例分析比较了基于不同屈服准则的巷道围岩塑性区的解答,并结合数值软件分析的计算结果,探究了不同屈服条件对巷道围岩塑性区的影响规律。结果表明,Drucker-Prager系列准则考虑了中间主应力的影响,计算结果更符合实际,外交点圆DP1准则用于工程设计计算稍显危险,内切圆DP5准则用于工程设计计算偏于安全,而MC等面积圆DP3准则与MC准则计算结果较接近,为巷道围岩支护设计计算屈服准则的选取与应用提供了依据。
- 王洪涛尤春安王绪勇
- 关键词：屈服准则巷道塑性区MOHR-COULOMB准则DRUCKER-PRAGER准则
- 基于煤体强度软化特性的综放沿空掘巷巷帮受力变形分析被引量：13
- 2019年
- 基于深井综放沿空掘巷巷帮围岩受力特征,考虑巷帮与顶底板界面煤岩体强度软化特性,建立了实体煤帮和煤柱帮力学分析模型,推导出两帮极限平衡区宽度和煤体应力位移理论计算,明确了煤层埋深、巷道高度、煤层顶底板界面软化系数和界面强度参数等因素对煤体极限平衡区宽度、围岩应力和位移分布的影响规律,给出了工程建议措施,并通过现场工程实例对理论分析成果进行了初步应用.研究表明:极限平衡区宽度随煤层埋深、巷道高度及顶底板界面软化系数的增加而增大,随界面强度参数的增加而降低;煤体围岩应力和位移分布沿应力极限平衡区宽度呈双曲函数分布,极限平衡区内围岩竖向应力和水平应力随煤层埋深及界面强度参数的增加而增大,随巷道高度及界面软化系数的增加而降低;极限平衡区内煤体水平位移随煤层埋深、巷道高度、界面软化系数的增加而增大,随界面强度参数的增加而降低.
- 王德超王洪涛王洪涛王琦李术才
- 关键词：沿空掘巷煤体极限平衡区
- 考虑土体非均质和各向异性的锚索极限抗拔力研究被引量：6
- 2013年
- 考虑土体的非均质性与各向异性,结合预应力锚索锚固段土体的破裂形式,利用非线性强度准则,根据极限状态下力的平衡原理,推导出一个可考虑土体非均质性、各向异性与非线性破坏性质等多种因素影响的锚索极限抗拔力计算公式,并通过理论计算,分析土体非均质性、各向异性以及非线性强度系数对锚索极限抗拔力的影响。计算研究表明,土体的非均质性与各向异性对锚索抗拔力的影响显著,随着土体非均质常数的增加,锚索极限抗拔力不断提高,而随着各向异性系数与非线性强度系数的增加,抗拔力则有所下降;当土体非均质常数与各向异性系数提高时,土体破裂范围不断增大,研究结果可为锚索锚固体的设计提供一定参考。
- 王洪涛王琦尤春安李术才王德超王新
- 关键词：非均质各向异性锚索抗拔力
- 柔性均布压力加载装置在模型试验中的应用研究被引量：8
- 2014年
- 将研制的新型柔性均布压力加载装置与传统的刚性加载装置分别应用到大型地质力学模型试验中,利用应力不均匀系数对其加载效果进行了量化对比分析。试验结果表明,随着加载压力值与距模型表面距离的增加,不均匀系数减小,压力分布趋于均匀;在模型试验中采用柔性均布压力加载装置,与刚性加载方式相比,其更有利于加载压力在模型体中均匀扩散,产生均匀的应力场,在该试验条件下采用此装置,模型内距模型表面300 mm处应力场已基本达到均匀的状态,模型初始应力施加完后,其仅为0.086,而采用刚性加载方式时其对应的则高达0.283;该装置在距模型表面较近时或加载压力较小时亦能产生较好的均布压力加载效果,如加载压力为0.28 MPa时距模型表面150 mm处仅为0.174,具有减小边界效应影响范围、提高低应力水平下的模型试验精度的作用。
- 李术才王琦李为腾李智王洪涛江贝张红军
- 关键词：模型试验
- 基于非连续变形分析方法的深部沿空掘巷围岩变形破坏及控制机制对比研究被引量：16
- 2014年
- 利用非连续变形分析方法(DDARF)对单节理锚固试件在单轴压缩条件下的变形破坏及裂隙扩展过程进行分析,并以深部厚顶煤综放沿空掘巷——赵楼煤矿11302工作面轨道巷为工程背景,应用DDARF对沿空巷道围岩的变形破坏及控制机制进行研究,同时利用地质力学模型试验及现场试验进行对比验证。重点分析了沿空巷道围岩裂隙演化规律,并定义裂隙率cR及裂隙减少率rR两个指标对DDARF计算中的沿空巷道裂隙演化规律进行定量分析。研究结果表明:采用DDARF方法对单节理试件在无锚和加锚条件下的单轴压缩试验计算与室内试验结果相吻合;对沿空掘巷过程中巷道围岩变形情况进行DDARF计算,结果显示,围岩变形呈现沿空帮>顶板>实体帮>底板的变化趋势,与模型及现场试验监测数据相符;根据cR及rR两个指标对计算得到的无锚和加锚沿空巷道围岩裂隙发育情况进行定量分析,结果显示,沿空巷道围岩破坏趋势为cI cII cIIIR?R?R,与变形趋势相一致;虽然锚固效果明显,但由于Ⅰ区、Ⅱ区本身围岩破碎严重,支护后裂隙率最大的cIR仍然是裂隙率最小的cIIIR的2.13倍,为了维护围岩稳定性,除了进行锚杆(索)非对称支护外,还应对Ⅰ区、Ⅱ区关键部位增加支护措施。DDARF方法关于沿空巷道围岩变形破坏的计算结果与实际工程相近,可有效开展裂隙演化与变形破坏机制研究,分析此类巷道的控制对策。
- 江贝李术才王琦朱维申王德超王富奇王洪涛阮国强邵行
- 关键词：沿空掘巷模型试验
- 深部厚顶煤巷道围岩变形破坏机制模型试验研究被引量：28
- 2013年
- 为研究深部厚顶煤巷道围岩变形破坏特性及其机制,以赵楼煤矿千米深井厚顶煤巷道为工程背景,开展了大比尺地质力学模型试验,对让压型锚索箱梁支护系统作用下的巷道围岩位移、应力演化规律进行的研究表明:巷道顶底板围岩竖向应力释放较两帮剧烈,水平应力释放反之,巷道顶板中部围岩是顶板竖向应力释放的主要部位。通过与现场试验结果对比验证,总结出深部厚顶煤巷道围岩变形破坏的3个主要特征:顶板变形破坏较两帮和底板严重、顶板围岩变形破坏主要发生在煤岩交界面以下的煤体中、巷中是顶板变形破坏的关键部位,并进一步分析了相应机制:顶板煤岩松软破碎、自承能力差、顶板及其巷中竖向应力释放相对更为剧烈、矩形巷道顶板受力状态差等因素,导致顶煤所受径向应力低,碎胀变形剧烈,且弯曲变形、离层严重,顶板受力结构恶化,最终导致顶板控制困难。
- 李为腾李术才王琦阮国强左金忠刘文江王德超王洪涛
- 关键词：关键部位
- 深部厚顶煤巷道让压型锚索箱梁支护系统现场试验对比研究被引量：56
- 2012年
- 针对巨野矿区深部高地应力厚顶煤巷道支护特点,以"先抗后让再抗"支护理念为指导,研制高强让压型锚索箱梁(PRABB)支护系统。该系统具有预紧力损失小、定量让压、支护力传递效果好、护表面积大等特点。分别以箱型支护梁和矿用12#工字钢为托梁设计了横梁、纵向单梁和纵向双梁共6种支护系统。以赵楼煤矿深部厚顶煤巷道为工程背景,利用数值试验对其支护效果进行初步分析,并在3302工作面顺槽进行6种支护系统的现场试验对比研究。现场试验结果表明:(1)相对于原支护方案,6种锚索梁支护系统均能有效控制巷道围岩变形;(2)PRABB支护系统试验段巷道支护效果整体优于工字钢锚索梁方案,前者围岩变形量比后者小15%～25%;(3)纵向单梁支护系统对巷道围岩的控制效果最好,纵向双梁支护系统次之,横梁支护系统相对较差。根据试验结果对钢梁不同布置方式的围岩控制机制进行分析表明:纵向单梁支护系统可有效控制厚顶煤巷道顶板关键部位的变形,调动围岩自承能力,使巷道变形得到较好控制。在深部厚顶煤巷道支护时,采用PRABB支护系统纵向单梁方案,可达到经济有效控制巷道围岩变形的目的。
- 李术才王琦李为腾王德超李智江贝王汉鹏王洪涛
- 关键词：采矿工程
