摘要：金属支架是地下空间围岩控制工程一种重要的支护材料,存在施工效率低、支架成本高、被动支护等缺点。对此,首先提出了弯管含压外扩理论,并推导了其数学表达式,指出弯管含压外扩力与弯管的曲率、有效灌注压力、弯管直径的平方呈正比;其次,结合现场灌注工艺和柔性软管的延伸特性,提出并定义了外扩式柔性支架的概念,设计其施工工艺,具有施工效率高、支护强度高、支护成本低、主动支护大等优势;最后,设计加工了柔性支架相似模拟试验台,测试柔性支架外扩成型最小灌注压力和主动支护垂向分力的数值,并推导了数学表达式,其试验数值基本与计算结果一致,验证了弯管含压外扩理论的合理性和外扩式柔性支架的可行性。

摘要：为了解决火成岩侵入区巷道存在的围岩变形量大、支护结构失效等问题,以永定庄矿火成岩侵入区5102巷为背景,火成岩侵入区巷道具有顶板突发断裂和冒落、巷帮片帮严重、锚索锚固效果差等特征,通过钻孔窥视可知,巷道围岩裂隙发育主要在2.4~2.6 m,且左帮的破碎程度及范围都要略大于右帮,提出普通锚索封孔注浆支护技术,设计了普通锚索补强加固支护和普通锚索封孔注浆补强加固支护方案,通过FLAC3D分析比较了以上2种加固方案下火成岩侵入区巷道围岩变形量、塑性区域范围和锚索受力。研究结果表明:普通锚索封孔注浆补强加固支护下巷道顶底板及两帮最大移近量分别减少了12.2%和41.5%,两帮围岩剪切塑性区缩小了39.6%,锚索受力极值降低了33.8%,进而确定了普通锚索封孔注浆补强加固支护方案为更优方案,控制围岩变形效果更好。

摘要：钢丝管混凝土拱架作为第一代柔性拱架的组合形式,为了研究其轴向抗压力学性能进行钢丝管混凝土短柱轴压试验分析,首先进行钢丝管混凝土短柱理论计算,分析钢丝管的缠绕钢丝和橡胶层对核心混凝土的紧箍作用,得出钢丝管混凝土短柱的极限荷载为1240 kN,之后进行C50核心混凝土配合比试验,确定了坍落度、配合比和抗压强度,以满足现场泵送和C50混凝土强度设计要求,最后进行了素混凝土短柱和钢丝缠绕管混凝土短柱轴压试验,通过荷载位移曲线分析可知,在缠绕钢丝和橡胶层的紧箍作用下核心混凝土短柱的轴向抗压荷载和抗变形能力得到极大提高,出现了3次峰值,变形率达到20%以上,极限抗压荷载至933.6 kN,超过矿用U18型钢和11号工字钢的理论值,所以钢丝管混凝土结构能够满足巷道支护对架棚支护材料轴向抗压荷载和抗变形能力的要求。