论文提纲李好好.ppt

,杨老师及各位师兄弟们大家好,姓名：孙伯乐,专业：采矿,学号：s20090928,目录,第二章：岩体工程的岩体力学特征,第三章：天然应力场特征,第四章：围岩的应力重分布特征,第五章：围岩变形及巷道变形破坏特征,第六章：松动围岩变形破坏机制,第七章：松动大变形巷道围岩动态模式及特征,第八章：工程对策,第一章：绪论,第一章绪论,随着对岩体研究的深入，人们逐渐认识到岩体的基本特征不连续性，认识到正是由于岩体中的众多不连续面(结构面)，从而使岩体表现出各向异性、非均质性。显示出显著的尺寸效应、结构效应和围压效应，进而影响和制约着岩体的力学形态和对力场的响应。岩体的力学响应不单是岩石材料的行为，而更主要的是结构行为；同时，在力场作用下，岩体的力学形态则主要由结构面决定。在岩体(尤其是工程岩体)的演化过程中，结构效应和围压效应的共同作用，将导致岩体力学形态有条件地转化。使复杂岩体表现出更为复杂的特征。从而致使巷道周围围岩松动及巷道的大变形特征，给生产矿井带来极大的不便，故对松动大变形巷道稳定性研究具有很重要的意义。为此，为了寻求一种合理的人为干预措施以使松动大变形巷道达到稳定的目的。人们提出了很多的解决办法以研究巷道周围围岩体的变形和破坏特征以及进行岩体工程设计，如等效连续法、损伤力学、各种界面法和块体变形理论。这些块体理论。从根本上克服了连续介质力学的缺陷，从而可以更好地反映岩体的本质不连续变形和非线性结构变形(大变形)。,目前在地应力场特征及高地应力问题研究方面已取得重大进展，认识到地应力(尤其是高地应力)是地下工程稳定性重要的控制和制约因素，是地下硐室及巷道稳定性评价和工程对策重要的地质依据之一。在岩体的力学特征和力学响应方面，已经搞清楚了岩体的本质不连续的各向异性流变体，并用流变学来研究和解决地下硐室及巷道稳定性方面的诸多问题，包括变形破坏机制、围岩动态规律和支护设计等。综观目前的研究，尚存在一些不足。首先，在认识上，一是从静态观点认识岩体结构，认为具体岩体的岩体结构是确定的或固定不变的。既然岩体结构是结构面和结构体的排列组合，从动态观点，岩体依赖于其环境而存在，随着环境条件的变化(自然变化或人类工程活动下的变化)，结构体和结构面的排列组合也将发生变化，岩体结构应是不断变化的。固岩体变形具有结构效应。二是将岩体的流变与岩石的流变等同起来。目前绝大多数流变研究均针对软岩，岩体流变研究的成果也多来自于软岩。对于松动大变形巷道周围围岩因高度裂隙化而表现出时效特性的岩体，也视为软岩或特殊软岩对待，并采用软岩流变的理论和研究方法。三是将时效特性与流变等同起来，认为岩体或工程岩体的与时间相关的(Tune-dependent)所有现象均归因岩体(石)的流变（Rheology）所致。众所周知，有许多因素均可引起岩体及岩体工程的时效特征，而不仅仅是岩体(石)的流变。四是过分强调岩体的流变，认为所有岩体均有流变特性，并强调用流变来解决岩休工程中遇到的问题。从广义上讲，这无疑是正确的，因为流变是岩体的基本特征之一，但不分岩体的具体条件和特征，均采用流变理论来研究岩体和岩体工程，似有夸大岩体流变之赚，如坚硬或较坚硬的完整岩体中的一般岩体工程，大可不必采有流变理论。,其次，在处理方法上，由于上述认识，加之只能依据经典的力学和数学基础，不得不对岩体加以抽象，将本质上不连续的岩体连续化(等效连续或损伤连续)，以满足某种经典摸型，用既有本构方程来研究其流变问题，而且随着研究的“计算机化”，该趋势更为普遍。显然，连续化过程丢失了岩体的丰富信息，尤其是工程岩体演化过程的动态规律。同时，从本质上讲，高度节理化岩体已基本上不属于材料范畴，其力学特征以及对力场的响应属结构行为。是几何非线性的大变形问题。虽然，基于块体理论的各种方法己经开始广泛应用于地下工程，但是目前的块体理论。不论是刚性块体理论还是变形块体理论，均尚不能解决岩体的流变问题；岩体的流变特征仍主要依靠基于连续介质的粘弹(塑)性理论。最后，迄今为止的岩体力学研究，仍多采用加载力学来研究岩体的力学特征(包括流变)，用加载条件下的力学参数来表征岩体的力学特性和力学属性。对于本质上为不抗拉的地质体，岩体在拉伸条件下的力学性质与压缩状态是极为不同的，但卸载条件和复杂应力状态下的研究则相对较少。对于工程岩体而言，卸荷条件下的力学特征更具实际意义。总之，限于现有的认识、理论和方法，裂隙化岩体的流变问题至今尚未得到根本的解决；而且，当该问题出现在高地应力地区的地下工程中时。尤其是受频繁采动影响的矿山巷道，即高地应力区裂隙化坚硬较坚硬岩体，在高强度改造作用(快速而频繁采动)下，其力学属性、力学特征、力学响应及动态规律以及巷道及其围岩的称定性等，更未得到很好的解决。,主要研究内容及技术路线,经过长期地质作用，岩体己经遭受过变形和破坏并处于一定的地质环境中，在工程活动前，它处于相对稳定的平衡状态，并将按应力场和岩体特征所决定的模式和路径发展演化。岩体工程活动破坏了己达到的相对平衡，由此引起演化模式和演化轨迹的改变，岩体将以工程岩体应力场和工程岩体所规定的路径和方式演化并达到新的动态平衡。两次平衡状态之间的全部过程即为工程岩体动态。工程岩体应力场和工程岩体既是统一的，又是对立的，在动态演化过程中，二者相互制约、相互影响和相互作用，斗争的结果决定着岩体工程的变形破坏特征，也决定了达到新平衡态的模式(通过稳定抑或破坏达到)，在地下工程中，上述过程即为围岩的动态。在整个围岩全部动态过程中，若无人为干预或者干预不力，应力将始终占上峰，以失稳破坏方式达到新平衡状态是其必然方向，又由于岩体本身所具有的流变性，岩体将处于失稳与平衡反复交替的过程。因此，在认识天然应力场及天然岩体的基本地质特征基础上，根据围岩应力、围岩变形和巷道变形破坏等所揭示的动态规律，研究动态过程中的变形破坏机制，从而根据围岩与围岩应力的相互作用关系，研究围岩的力学响应和力学行为，据此，寻求合理的人为干预措施。使其以稳定的方式达到新的平衡状态。以上即为本文的研究思路。,为此，本文将充分利用唐安煤矿巷道的各种测试资料，讨论其围岩应力、围岩变形的时空变化规律以及巷道的变形破坏特征。同时参考国内外相关地下工程的研究成果，探讨动态演化过程中，围岩(结构性流变围岩)的动态特征和变形破坏机制，并根据大变形、长期变形和严重破坏的内在本质-围岩的结构性流变，确定相应的工程对策。论文主要研究内容及技术路线分别从以下几章进行论述。,第二章岩体工程的岩体力学特征,本章将以岩体结构为基础，岩体结构力学作用为中心，与唐安煤矿的岩石力学作用规律和工程岩体的地质特征、环境因素特征及岩体工程性质相结合，揭示工程岩体的力学性质和力学作用规律。,第三章天然应力场特征,本章将以从地球动力学观点，讨论唐安煤矿应力场演化规律和现今区域应力场特征。同时，结合地质力学分析，利用矿区及外围地应力相关资料，研究唐安煤矿原岩应力场的特征。,第四章围岩的应力重分布特征,本章将将从应力场演化角度出发，利用唐安煤矿围岩应力、围岩压力及支护体中应力等资料，揭示矿区地下巷道围岩应力的时间和空间分布特征。进而从时间和空间两方面，研究开挖卸载条件下，结构变化引起的围岩应力演化特征，分析围岩应力与结构变化的关系。,第五章围岩变形及巷道变形破坏特征,本章将根据对巷道收敛变形的监测、围岩应变监测等资料。研究结构性流变围岩变形的时空特征。以及巷道变形破坏的基本特征，讨论它们与围岩结构性流变的关系。,第六章松动围岩变形破坏机制,本章将对于松动围岩而言。高地应力和高度裂隙化决定了其基本地质特征，也规定了其变形破坏规律。因此，综合分析唐安煤矿地下巷道和国内外同类型地下工程的监测资料和研究成果，探讨围岩变形破坏特征与应力场演化特征间的内在联系、应力场演化与围岩结构变化之间的相互关系、围岩变形破坏与应力场演化控制下的围岩结构之间的必然联系，进而描述其变形破坏机制。在整个围岩动态过程中，松动围岩的变形破坏机制具有多样性、连续性、转化性和重复性特征，由此决定了松动围岩复杂的动态演化过程及其特殊的动态特征。,第七章松动大变形巷道围岩动态模式及受力分布特征,本章将综合分析唐安煤矿两顺槽的变形破坏现象及其围岩各种监测资料，同时参考国内外类似的地下工程，基于结构性流变的观点，分析松动大变形巷道围岩的基本动态特征。根据其动态过程中所表现出来的普遍性和特殊性，比较分析松动大变形巷道围岩的动态特征与坚硬完整围岩和软岩的区别，探讨其动态演化的本质围岩的波动性特征。据此，提出松动大变形巷道围岩的动态演化模式，并通过理论解析方法加以证实。,第八章工程对策,本章将在综合分析现行的围岩支护理论和支护方法的基础上，结合唐安煤矿地下巷道工程实际，认识到现行支护方法多是针对“