富水软岩巷道变形破坏机理及其支护技术研究.pdf

中图分类号 学科分类号 论文编号 安徽理工大学 硕士学位论文 富水软岩巷道变形破坏机理及其支护技术研究 作者姓名粱丕箍 专业名称丕工程 研究方向羞工程 导师姓名经塞匪教拯 导师单位室徵理工太堂 答辩委员会主席鲍亡丕 论文答辩日期2 0 1 6 年5 月3 1 日 安徽理工大学研究生院 2 0 1 6 年5 月3 1 日 万方数据 AD i s s e r t a t i o ni n ．C i v i lE n g i n e e r i n g I I llUU lII I II II III Il Y 3 0 10 5 2 8 T h eD e f o r m a t i o nF a i l u r eM e c h a n i s ma n dS u p p o r t i n gR e s e a r c h o ft h eW a t e r r i c hS o f tR o c kR o a d w a y C a n d i d a t e L i a n gD o n g w e i 一 ‘ T ’ t S u p e r v i s o r Jm gL a l w a n g S c h o o lo fC i v i lE n g i n e e r i n ga n dA r c h i t e c t u r e A n H u iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y N o ．1 6 8 ，S h u n g e n gR o a d ，H u a i n a n ，2 3 2 0 01 ，P ．R ．C H I N A 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得塞徵堡王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名逯辫 吼醴年j 月么日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞邀理工大堂有保留、使用学位 论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权 单位属于塞徵堡王太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机 构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文。 保密的学位论文在解密后适用本授权书 学位论文 导师签名 签字日期7 3 肜年石月石日 签字日期2 肜年∥月6 日 万方数据 摘要 摘要 在煤矿矿井的建设和生产过程中，软岩巷道的变形支护一直是一个难题， 尤其是当巷道处于富水状态的不良地质概况时，其变形破坏及稳定性控制机制 比一般巷道更加复杂。富水软岩巷道的大变形不仅增加了巷道修复的成本而且 带来了巨大的安全隐患。本论文以淮北矿业 集团 有限责任公司袁庄煤矿I V l 泵房富水软岩巷道为研究对象，通过现场调研、室内实验、现场检测等研究方 法，深入分析富水软岩巷道变形破坏机理和稳定性控制原理，从而得到一种高 效便捷的支护方式，进而为矿井的安全生产提供条件。 论文通过对I V l 泵房富水软岩巷道变形破坏原因分析可知，其变形破坏的 主要机理包括巷道开挖后其周围围岩的质点的应力状态被打破，巷道周围形 成松动圈，围岩稳定性极差；围岩在周围游离水的作用下发生软化、泥化等现 象，其岩石力学抗压强度仅为其干抗压强度的8 ％左右，基本丧失承载能力；“水 一岩相互作用”对巷道稳定性的进一步削弱；围岩浸水状态下的加速不稳定流 变特性。根据上述分析的变形破坏机理并深入挖掘其控制变形的力学本质原理， 提出了控制富水软岩巷道变形的“帮部锚网喷强壳支护原理”和“顶底板锚索 杆 作用下承载拱削弱原理”，并深入分析了松动圈注浆加固作用机理。基 于上述原理提出了一种适宜富水条件下软岩巷道支护的高效复合式支护方法， 即“双层钢筋网喷层 锚索 杆 注浆复合支护”。运用大型数值模拟软件 A B A Q U S 建模分析了该支护方案的可行性，并通过现场工业性试验论证了该支 护方案在控制富水软岩巷道大变形方面取得了良好的效果，为同类巷道的支护 提供了宝贵的经验。 1 茎t [ 5 3 】表[ 1 4 】参[ 5 2 】 关键词富水软岩巷道；变形机理；力学支护原理；数值模拟高强复合支护 分类号T U 3 2 5 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 I J 万方数据 A b s t r a c t A b s t r a c t I nt h ec o n s t r u c t i o na n dp r o d u c t i o np r o c e s so ft h ec o a lm i l l e ，t h ed e f o r m a t i o n c o n t r o lo ft h es o f tr o c kr o a d w a yh a sa l w a y sb e e nap r o b l e m ，e s p e c i a l l yw h e nt h e r o a d w a yi s i nt h ew a t e r - r i c hp o o rs t a t ea d d r e s s ，t h ed e f o r m a t i o na n ds t a b i l i t y m e c h a n i s mo ft h ew a t e r - r i c hs o f tr o c kr o a d w a yi sm u c hm o r ec o m p l e xt h a nt h e a v e r a g er o a d w a y ．T h el a r g ed e f o r m a t i o no ft h ew a t e r - r i c hs o f tr o c kr o a d w a yd o e sn o t o n l yi n c r e a s et h ec o s to fr o a d w a yr e p a i r , b u ta l s ob r i n g st h eg r e a ts a f e t yh i d d e n t r o u b l e ．I nt h i sp a p e r , w et a k et h ew a t e r - r i c hs o f tr o c kr o a d w a yi nt h eI V1p u m p r o o mo fY u a n z h u a n gC o a lM i n ea st h er e s e a r c ho b j e c t ．T h r o u g ho n - s i t es u r v e y , l a b o r a t o r yt e s t , a n d i n - s i t ut e s t ，w e d e e p l ya n a l y z e t h ed e f o r m a t i o nf a i l u r e m e c h a n i s ma n ds t a b i l i t yc o n t r o lp r i n c i p l eo ft h ew a t e r - r i c hs o f tr o c kr o a d w a yt og e t a ne f f i c i e n ta n dc o n v e n i e n ts u p p o r t i n gm e t h o d ，p r o v i d i n gc o n d i t i o n sf o rt h em i n e s a f e t yp r o d u c t i o n ． T h i sp a p e rb a s e do na n a l y s i s i n gt h ed e f o r m a t i o nf a i l u r er e a s o no ft h eI V1p u m p r o o mw a t e r - r i c hs o f tr o c kr o a d w a ys h o w st h a tt h em a i nm e c h a n i s mo fd e f o r m a t i o n a n df a i l u r e a f t e rt h er o a d w a yi se x c a v a t e d ，t h es t r e s ss t a t eo ft h es u r r o u n d i n gr o c k m a s si sb r o k e nf o r m i n gas u r r o u n d i n gr o c kl o o s ec i r c l ea r o u n dt h er o a d w a yw h i c h i sv e r yu n s t a b l e ；t h ep h e n o m e n o no fs o f t e n i n ga n da r g i l l i t i z a t i o nh a p p e n sw h e nt h e s u r r o u n d i n gr o c ki si nw a t e ri m m e r s i o ns t a t e ，S Ot h ec o m p r e s s i v es t r e n g t ho ft h er o c k i so n l y8 ％o fd r yc o m p r e s s i v es t r e n g t hl o s i n gb e a t i n gc a p a c i t y ；t h es t a b i l i t yo ft h e r o a d w a y i sf u r t h e rw e a k e nu n d e rt h e ”W a t e r - r o c ki n t e r a c t i o n ”；t h eu n s t a b l e r h e o l o g i c a lp r o p e r t i e so ft h er o c kw h i c hi si nw a t e ri m m e r s i o ns t a t ea c c e l e r a t e s ． A c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i so ft h ed e f o r m a t i o nf a i l u r em e c h a n i s m ，w ed i gd e e p e ri n t o t h ee s s e n c eo ft h ec o n t r o ld e f o r m a t i o nm e c h a n i c s p r i n c i p l e ．B a s e d o nt h e m e c h a n i s m s ，w eo b t a i n e “t h eA n c h o rM e s hs t r o n g s h e l lS u p p o r t i n g P r i n c i p l e a p p l y i n gl a n e w a y 。Ss i d e ”a n d “t h ea n c h o rr o p e r o d a r c hb e a r i n gw e a k e ns y s t e m a p p l y i n gt h er o o f - f l o o r - l a n e w a y 。Ss i d e ”，a n dw ed e e p l ya n a l y z et h el o o s ec i r c l eo f g r o u t i n gr e i n f o r c e m e n tm e c h a n i s m ．B a s e do nt h ea b o v ep r i n c i p l e ，t h i sp a p e r p r o p o s e sa ne f f i c i e n tc o m p o s i t es u p p o r tm e t h o dw h i c hi sa p p l i e di n t os u p p o r t i n g r o a d w a y i nw a t e ri m m e r s i o n s t a t e ，n a m e l yt h e ”d o u b l e s t e e lf a b r i cs h o t c r e t e I I I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 l a y e r g r o u t i n g a n c h o rr o p e r o d c o m p o s i t es u p p o r t ”．M o d e l i n go fn u m e r i c a l s i m u l a t i o ns o f t w a r eA B A Q U Si su s e dt oc a l c u l a t et h ef e a s i b i l i t yo ft h es u p p o r t i n g s c h e m e s ．A tt h es a m et i m et h r o u g ht h ef i e l di n d u s t r i a lt e s t , w ed e m o n s t r a t et h a tt h e s u p p o r ts c h e m ea c h i e v eg o o de f f e c ti ns u p p o r to ft h ew a t e r - r i c hs o f tr o c kr o a d w a y ． F r o mw h a th a sb e e nd i s c u s s e da b o v e ，T h er e s u l t so ft h i sp a p e rp r o v i d e sv a l u a b l e e x p e r i e n c et ot h es i m i l a rr o a d w a ys u p p o r t ． F i g u r e [ 5 3 】T a b l e 【14 ] R e f e r e n c e 【5 2 】 K e y w o r d s t h ew a t e r - r i c h s o f tr o c k r o a d w a y ；d e f o r m a t i o nm e c h a n i s m ；t h e m e c h a n i c a ls u p p o r t i n gp r i n c i p l e ；n u m e r i c a ls i m u l a t i o n ；t h eh i g hs t r e n g t hc o p p o s i t e s u p p o r t i n g C h i n e s eb o o k sc a t a l o g T U 3 2 5 万方数据 目录 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一I A b s t r a c t ．⋯⋯．⋯⋯⋯．．⋯．⋯．．⋯⋯．．．．⋯．⋯．．⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯．⋯．⋯．⋯．⋯．⋯⋯．⋯．⋯．⋯．．⋯．．⋯．I I I 1 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．研究背景和意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．2 国内外软岩巷道的支护理论及支护技术的研究现状与发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．1 支护理论的研究现状与发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．2 支护技术的研究现状与发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 ．3 富水软岩巷道围岩岩性特征及控制技术研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．4 论文拟研究的内容、方法和技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 ．4 ．1 研究的内容和方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 ．4 ．2 技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2 袁庄煤矿地质概况和巷道围岩特性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．1 袁庄煤矿矿井工程地质概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．1 ．1 区域地层⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．1 ．2 矿井地层⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．1 ．3 矿井构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 2 ．1 ．4 矿井的涌水量记录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 ．1 ．5 地温⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一9 2 ．2I V l 泵房工程地质情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 0 2 ．3 围岩强度测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 2 ．3 ．1 试块采集与加工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 2 ．3 ．2 试件数量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 2 ．3 ．3 测试系统及部分测试件展示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 2 2 ．3 ．4 测试结果汇总⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 3 2 ．4I V l 泵房围岩化学组分及遇水软化特征分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 4 2 ．4 ．I 岩石矿物成分化学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 5 V 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 2 ．4 ．2 围岩浸水试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 5 2 ．5I V l 泵房底板松动圈测试的方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 6 2 ．6 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 6 3I V l 泵房富水软岩巷道变形破坏机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18 3 ．1I V l 泵房巷道围岩特性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一18 3 ．2 水一岩相互作用对富水巷道稳定性的削弱作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 9 3 ．2 ．1 富水巷道底板围岩的浸水软化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 9 3 ．2 ．2 渗流水对巷道帮顶稳定性的削弱作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 3 ．3I V l 泵房巷道变形破坏机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 l 3 ．3 ．1 地应力作用下开挖巷道围岩破坏规律⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 3 ．3 ．2 围压状态与岩石 体 变形破坏⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 2 3 ．3 ．3 围岩的流变特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 3 3 ．3 ．4 岩石的遇水软化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 4 3 ．3 ．5 应力集中 含相邻巷道集中应力之间的相互叠加效应 ⋯⋯⋯一2 5 3 ．4 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 6 4I V l 富水软岩巷道支护原理及支护方案研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 4 ．1 富水软化巷道变形控制原则⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 7 4 ．2 遇水围岩软化巷道支护机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 8 4 ．2 ．1 帮部锚网喷强壳支护作用分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 8 4 ．2 ．2 顶底锚索作用下的承载拱削弱效应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 9 4 ．2 ．3 松动圈注浆加固作用机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 0 4 ．3 富水I V l 泵房巷道支护方案研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 4 ．3 ．1I V l 泵房巷道现状调查⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 4 ．3 ．2I V l 泵房巷道解决对策⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31 4 ．4 富水I V l 泵房巷道永久支护形式、参数、施工方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2 4 ．4 ．1I V l 泵房巷道支护形式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2 4 ．4 ．2I V l 泵房巷道支护支护参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2 万方数据 目录 4 ．5 富水I V l 泵房巷道施工工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2 4 ．5 ．1 双层钢筋网喷层施工工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 2 4 ．5 ．2 帮顶注浆技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～3 4 4 ．5 ．3 底板注浆技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 4 4 ．5 ．4 锚索成孔、锚索与注浆管连接、绑扎技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 5 4 ．6 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 7 5I V l 泵房巷道支护体系数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 5 ．1 数值模拟方法的概述及A B A Q U S 在岩土工程中的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 8 5 ．1 ．1 数值模拟方法概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 8 5 ．1 ．2A B A Q U S 在岩土工程中的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 5 ．2I V l 泵房巷道的力学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 9 5 ．3I V l 泵房巷道的数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 0 5 ．3 ．1 泵房巷道有限元模拟概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 0 5 ．3 ．2 有限元模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～4 1 5 ．4I V l 泵房巷道的数值模拟结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 4 5 ．4 ．1 模型在不同支护条件下的围岩中M i s e s 应力图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 4 5 ．4 ．2 巷道在不同支护条件下的总变形图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 6 5 ．5 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 7 6I V l 泵房巷道支护现场工业性试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 6 ．1 概j 苤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 6 ．1 ．1 检测的目的及内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 8 6 ．1 ．2 测点布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 9 6 ．1 ．3 测量仪器及观测方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 9 6 ．2 支护前巷道变形监测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 0 6 ．2 ．1 支护前变形监测的初始数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 0 6 ．2 ．2 支护前各测点变形速度及累计变形量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 1 6 ．3 复合式双层网喷支护后巷道变形检测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 4 V I I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 6 ．3 ．1 复合式支护后巷道变形监测的初始数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 4 6 ．3 ．2 复合式网锚喷支护后各测点变形速度及累计变形量⋯⋯⋯⋯⋯．．5 7 6 ．4 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 0 7 主要结论和展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 7 ．1 结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 1 7 ．2 展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 l 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 3 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 6 作者简介及读研期间科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 7 V I I I 万方数据 C o n t e n t s A b s t r a c t C h i n e s e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I A b s t r a c t E n g l i s h ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I I I 1 I n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 ．1T h e b a c k g r o u n ga n ds i g n i f i c a n c eo f t h er e s e a r c h ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．2T h ep r e s e n ts u p p o r tt e c h n o l o g ya n d d e v e l o p m e n to ft h ee x c a V a t e ds o R r o c ka th o m ea n d a b o r d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 1 ．2 ．1T h er e s e a r c hs t a t u sa n d d e v e l o p m e n to ft h es u p p o r t i n gt h e o 珂⋯⋯⋯⋯．．2 1 2 2T h er e s e a r c h s t a t u sa n d d e v e l o p m e n t o ft h e s u p p o r t i n g t e c h n o l o g y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 1 ．3T h er i c hw a t e rl i t h o l o g i c a lf e a t u r e ss o f tr o c kt t m n e I s u r r o u n d i n gr o c k a n dt h ei n f l u e n t i a lf a c t o r so f d e f o r m a t i o na n df a i l u r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．4T h e c o n t e n t , m e t h o da n dt e c h n i c a lr o u t eo f t h e p a p e r ．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 ．4 ．1T h ec o n t e n ta n dm e t h o do f t h e r e s e a r c h ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 1 ．4 ．2T h et e a c h n i c a l r o u t e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 2T h eg e o l o g ya n dp h y s i c a lo fY u a nZ h u a n gc o a lr a i n e a n dt h em e c h 砌c 甜 c h 锄c 矧s t i c So f s u r r o u n d i n gr o c k ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 2 1T h ee n g i n e e r i n gg e o l o g i c a ls u r v e yo fY u a n Z h u a n gc o a lf n j n e ⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．1 ．1T h ea r e a l s t r a t i g r a p h y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．1 ．2T h em i n e s t r a t a ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 2 ．1 ．3T h em i n eg e o l o g i c a l s t r u c t u r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8 2 ．1 ．4T h es i t u a t i o no fm i n eh y d r o g e o l o g ya n d w a t e ri r l f l o wr e l a t e d r e c o r d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 2 ．1 ．5T h ee a r t h t e m p e r a t u r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．9 2 2m e n g i n e e r i n gg e o l 。g yc o n d i t i o no f l V lp u m p h 。u s e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 2 ．3T l l es u r r o u n d i n gr o c k s t r e n g t ht e s t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 2 3 1n l eb l o c k a c q u i s i t i o na n dp r o c e s s i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 I X 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 2 ．3 ．2T h es p e c i m e nN u m b e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 2 ．3 ．3T e s tt e s te q m p m e ma n dt e s tp r o c e s s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．12 2 ．3 ．4T h et e s ts u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．4T h ec h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c sc o m p o s i t i o na n ds o f t e n i n ga n a l y s i so f s u r r o u n d i n gr o c ko fT h eI V lT h ep u m pr o o m ⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．14 2 ．4 ．1T h er o c km i n e r a lc o m p o s i t i o no fc h e m i c a la n a l y s i s ⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．．．15 2 ．4 ．2T h es u r r o u n d i n gw a t e ri m m e r s i o nt e s t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．15 2 ．5T h el o o s er i n gt e s tm e t h o do f t h eI V IP u m pr o o m ．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6 3T h ed e f o r m a t i o na n df a i l u r em e c h a n i s ma n a l y s i so ft h eI V1W a t e rp u m p r o o m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．18 3 ．1T h ec h a r a c t e r i s t i c sa n a l y s i so fI V1R o a d w a ys u r r o u n d i n gr o c ku n d e r w a t e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l8 3 ．2W a t e r r o c ki n t e r a c t i o no nr i c hw a t e re f f e c tt h es t a b i l i t yo ft h er o a d w a y ⋯⋯19 3 ．2 ．1R i c ho fr o a d w a yf l o o rr o c km a s su n d e rt h ec o n d i t i o no fw a t e r f l o o d i n gt os o f t e n ．⋯．⋯⋯．⋯．．⋯．．⋯⋯．⋯．．⋯⋯．⋯．．⋯．．⋯．⋯．⋯．．⋯⋯．．⋯．⋯．．1 9 3 ．2 ．2T h es u r r o u n d i n gr o c ku n d e rt h ei n f l u e n c eo fw a t e rs e e p a g eo f s o f t e n i n g ．．⋯⋯．．⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯．．⋯．⋯⋯．⋯．．⋯．⋯⋯．．⋯．⋯⋯．⋯．⋯⋯．．⋯．．⋯．⋯2 1 3 ．3T h ed e f o r m a t i o na n df a i l u r em e c h a n i s m a n a l y s i s o f r o a d w a y s u r r o u n d i n gr o c ki nI V lW a t e rp u m pr o o m ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1 3 ．3 ．1T h es t r e s sd i s t r i b u t i o nr u l eo fs u r r o u n d i n gr o c ku n d e rt h ea c t i o n o f h i g hg r o u n ds t r e s sc a v e m ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1 3 ．3 ．2T h eS t a t eo fc o n f i n i n gp r e s s u r ea n dr o c kd e f o r m a t i o nd a m a g e b o d y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 2 3 ．3 ．3T h er h e o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c so fs u r r o u n d i n gr o c k ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 3 3 ．3 ．4T h er o c ku n d e rw a t e rs o f t e n i n g ．．⋯．⋯．⋯．．⋯．⋯．⋯．⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯．．⋯．．⋯⋯2 4 3 ．3 ．5S t r e s sc o n c e n t r a t i