锚杆支护“平衡力系”原理分析及应用研究.pdf

『I I I I I I I H I H I I I i l H I H I f Y 3 2 3 6 7 15 ◎藁。蔽N I V EF ；S 臻纛。 硕士 分类号T D 3 5 3 单位代码1 0 3 6 】 论文题目锚杆支护“平衡力系”原理分析及应用研究 作者姓名 专业名称 导师姓名 完成时问 周俊 工程力学 经来旺教授 2 0 1 7 年6 月6E l 万方数据 中图分类号 学科分类号 论文编号 密级公五 安徽理工大学 硕士学位论文 锚杆支护“平衡力系’’原理分析及应用研究 作者姓名一一一圃俊 专业名称王猩左堂 研究方向垫王王程 导师姓名．』斑教援 导师单位室徽堡王太堂 答辩委员会主席筮龌壅 论文答辩日期2 0 1 7 年6 月6 日 安徽理工大学研究生院 2 0 1 7 年5 月3 0 日 万方数据 I I I IlUII I II II I IDil ll Y 3 2 3 6 7 15 A n a l y s i sa n da p p l i c a t i o no nt h ep r i n c i p l eo f “ b a l a n c ef o r c e s y s t e m ’’i nb o l ts u p p o r t C a n d i d a t e Z h o uJ u n S u p e r v l s o r Jl n gL m w a n g l 一 一 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 i U 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 ．16 8 ，T a i f e n gR o a d ，H u a i n a n ，2 3 2 0 0 1 ，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 为获得塞徽堡三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 垂i4 级．日期地Ⅱ年』月翌日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞擞堡三太堂有保留、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 学位论文作者始1 司／f 锭 导师签名 签字日期≯门年占月8 日 鳓哆触 f 万方数据 摘要 摘晏 为了解决目前普遍认可的锚杆支护理论缺乏统一解释的问题，提出了锚杆支 护平衡力系原理，进行了理论分析及工业试验研究。把锚杆端部托盘对巷道表面 产生的压应力和锚杆锚固段在围岩体中产生的锚固力看作一组平衡力。并利用锚 杆两端形成的平衡力系代替巷道围岩支护中使用的锚杆本身，以平衡力系的角度 研究锚杆的受力规律，并对锚杆支护的巷道围岩进行力学分析。 本文以莫尔库伦理论作为岩石的强度准则，建立锚固区内岩体在等围压条件 下有限厚度圆筒分析模型，给出了有限厚度等围压圆筒弹性区范围内的相当应力 公式。针对锚杆在巷道围岩中锚固段位于塑性区和位于弹性区两种不同的情形， 分别推导了相应的巷道围岩锚固区内岩体对外围岩体的径向抗力理论公式。研究 处于平衡力系作用范围内岩体中的锚杆，在围岩松动圈发育范围不同时的作用机 理。 以许疃煤矿8 3 下回风暗斜井为设计背景，结合设计巷道地质力学环境的现场 测试和实验室实验，分别计算了各设计断面在不同支护参数条件下的塑性区深度、 围岩体的莫尔库伦准则相当应力以及锚固区内岩体对外围岩体的径向抗力。最后， 根据现场施工的巷道补强锚杆支护方案，并结合设计段测试位置的巷道表面位移 监测结果进行对比分析，研究巷道支护中的锚杆对锚杆锚固区内岩体的变形控制。 研究结果表明巷道支护中的锚杆锚固段位于围岩弹、塑性区内，锚杆在围 岩中的安设均可以提高锚固区内岩体对外围岩体的径向抗力，但“小松动圈”巷 道内的锚杆还可以起到降低锚固区弹性范围内岩体的相当应力。因此，“大松动圈” 巷道中的锚杆对锚固区内的岩体具有组合拱作用，而“小松动圈”巷道中的锚杆 对锚固区内的岩体既有“悬吊”作用又有组合拱作用。巷道表面位移监测数据分 析表明，巷道支护中的锚杆可以有效控制锚杆锚固区内岩体的变形速度。本文的 研究成果，对同类型巷道的支护设计提供了一些新的理论参考和现场施工经验。 1 蛩[ 2 1 】表[ 2 1 】参[ 1 0 5 】 关键词锚杆支护；平衡力系；莫尔库伦准则；松动圈 分类号T D3 5 3 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 I l 万方数据 A b s t r a c t A b s t r a c t I no r d e rt os o l v et h ep r o b l e mt h a tt h el a c ko fau n i f i e de x p l a n a t i o nt ob o l t i n g s u p p o r tt h e o r yw h i c hh a sw i d e l yr e c o g n i z e d , t h ep r i n c i p l eo fb a l a n c ef o r c es y s t e mi n b o l ts u p p o r tw a s p u tf o r w a r d ，a n dt h e o r e t i c a la n a l y s i sa n di n d u s t r i a lt e s tr e s e a r c hW a s c a r r i e do u t ．T h ec o m p r e s s i v es t r e s so nt h es u r f a c eo fr o a d w a yw h i c hp r o d u c e db yb o l t p l a t ea n dt h ea n c h o r a g ef o r c ei n t h ea n c h o r e ds e c t i o nw a sr e g a r d e da s ap a i ro f b a l a n c e df o r c e si nt h i sp a p e r ．T h eb o l ti nt h et u n n e ls u p p o r tw a ss u b s t i t u t e db yag r o u p o fe q u i l i b r a n t ，S Os t r e s sl a wo fa n c h o rb o l t ，i na d d i t i o nt ot h em e c h a n i c a la n a l y s i so f r o a d w a ys u r r o u n d i n gr o c ka n c h o r e d ，W a Ss t u d i e db yt h ep e r s p e c t i v eo fb a l a n c e df o r c e ． O nt h eb a s i so ft h eM o h r - C o u l o m bc r i t e r i o n ，t h ee q u i v a l e n ts t r e s sf o r m u l ai nt h e e l a s t i cr e g i o no ft h ef i n i t et h i c k n e s sc y l i n d e ru n d e rt h ee q u i v a l e n tc o n f i n i n gp r e s s u r e W a sd e r i v e d ．W i t ht h et w od i f f e r e n ts i t u a t i o n st h a tt h ea n c h o r e dz o n ei ns u r r o u n d i n g r o c kW a sl o c a t e di nt h ep l a s t i cz o n eo re l a s t i cz o n e ，t h e o r e t i c a lf o r m u l ao ft h er a d i a l r e s i s t a n c ew h i c he m e r g e di nt h ea n c h o r a g ez o n er o c ka g a i n s tt h ep e r i p h e r yr o c km a s s W a sc a l c u l a t e ds e p a r a t e l y ．I nt h ed i f f e r e n t ‘d e v e l o p m e n tr a n g eo fs u r r o u n d i n gr o c k l o o s ec i r c l e ，t h ea c t i o nm e c h a n i s mo fb o l ti nr o c km a s sw h i c he f f e c t e di nt h er a n g eo f b a l a n c ef o r c es y s t e mW a ss t u d i e d ． A c c o r d i n gt ot h ed e s i g nb a c k g r o u n do fX u t u a nc o a lm i n e8 3 r e t u r na i rb l i n d i n c l i n es h a f I ，a n dc o m b i n e dw i t ht h eg e o l o g i c a lm e c h a n i c se n v i r o n m e n tt e s ta n dt h e l a b o r a t o r ye x p e r i m e n t so fd e s i g n e d l a n e w a ys e c t i o n ，t h ed e p t ho fp l a s t i cz o n e ，t h e e q u i v a l e n ts t r e s so ft h eM o l a r ’SK u l u nc r i t e r i o na n dt h er a d i a lr e s i s t a n c ei n t h e a n c h o r a g ez o n et ot h ee x t e m a ls u r r o u n d i n gr o c km a s sw a sc o m p u t e d ．F i n a l l y , i nt h e l i g h to ft h er o a d w a yr e i n f o r c e m e n tb o l ts u p p o r ts c h e m ew h i c h W a si m p l e m e n t e do nt h e s p o t , t h ec o m p a r a t i v ea n a l y s i sw a s c a r r i e do u tb yt h em o n i t o r i n gr e s u l t so ft h et u n n e l s u r f a c ed i s p l a c e m e n to nt h ed e s i g ns e c t i o n , T h ed e f o r m a t i o nc o n t r o lo ft h ea n c h o rt o r o c km a s si nt h ea n c h o r a g ez o n eW a sr e s e a r c h e d ． T h er e s u l t ss h o w nt h a tn om a t t e rw h e r et h ea n c h o r e ds e c t i o no fb o l tl o c a t e ，t h e r a d i a lr e s i s t a n c eo fr o c km a s st ot h ep e r i p h e r yr o c km a s sc o u l da l w a y si m p r o v e d ．b u t t h ee q u i v a l e n ts t r e s si nt h ee l a s t i cr a n g eo fa n c h o r a g ez o n ec o u l dr e d u c e db yt h eb o l ti n t h e “s m a l ll o o s ec i r c l e “ ．T h e r e f o r e ，c o m b i n e da r c ha c t i o no fb o l tW a sa p p e a r e di n “b i g l o o s ec i r c l e “ ．H o w e v e r ．t h ea n c h o ri n “s m a l ll o o s ec i r c l e ”h a st h er u n ．i o no fc o m b i n e d I I I 万方数据 室墼堡三盔兰堡圭堂垡笙窒 _ 一一 a r c ha n d “o v e r h 趾g ’，．M o 血。血gd a t a sa n a l y s i ss h o w n t h a tt h ed e f o r m a t i o nv e l o c i t yo f s 咖u 】m i I l gr o c kW a Sc o n t r o l e de f f e c t i v e l yb y t h eb o l ti nt h et u n n e ls u p p o r t I n s h o r t ．s c l 矿e r mi n n o v a t i v et h e o r a t i c a lr e f e r e n c ea n ds i t ec o n s t r u c t i o ne x p e r i e n c et ot h e s i m i l a rt u n n e lw a sp r o v i d e di nt h i sp a p e r ． F i g u r e [ 2 1 ] T a b l e [ 2 1 】R e f e r e n c e [ 1 0 5 ] K e y W o r d s b o l t i n gs u p p o r t b a l a n c e d f o r c es y s t e m ；M o h r - C o u l o m bc r i t e r i o n ；l o o s e c i r c l e C h i n e s eb o o k sc a t a l o g T D3 5 3 I V 万方数据 目录 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I A b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I I I l 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 1 ．1 问题的提出⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．2 锚杆支护国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．1 国外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 ．2 ．2 国内研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 1 ．3 现阶段锚杆支护理论简单概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 ．4 存在问题与建议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 1 ．4 ．1 存在的问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 1 ．4 ．2 修复补强建议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 1 ．5 本文思路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 ．5 ．1 研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 1 ．5 ．2 技术关键⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 1 ．5 - 3 实验技术手段⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 1 ．5 ．4 技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 1 ．5 ．5 本文预期研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 1 ．6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 l 2 锚杆支护的作用机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．1 剪切强度理论的概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。1 3 2 ．1 ．1 莫尔强度理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．1 ．2 库伦理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6 2 ．2 圆形巷道周边应力场的弹塑性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 0 2 ．3 锚杆作用方式的简析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 8 2 ．4 锚杆的平衡力系作用机理简析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 9 2 ．4 ．1 围岩“大松动圈”中锚杆的作用分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 2 ．4 ．2 围岩“中小松动圈”中锚杆的作用分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 2 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 、j 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 3 工业试验巷道工程地质特征概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 1 3 ．1 工程地质概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31 3 ．1 ．1 本文研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 3 ．1 ．2 采区地质概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 l 3 ．1 ．3 回风暗斜井工程概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 3 ．2 测试内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 3 3 ．2 ．1 取样地点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 3 3 ．2 ．2 主要测试内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 3 ．3 采样的基本要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 4 3 ．4 试件加工与测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 4 3 ．4 ．1 试件加工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 3 ．4 ．2 试件数量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 3 ．5 试验设备与试验方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 4 3 ．5 ．1 试验主要设备、仪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 3 ．5 ．2 测试与计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 3 ．6 测试系统及部分测试试件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 5 3 ．7 测试结果汇总分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 7 3 ．7 ．1 试件的几何尺寸⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 3 ．7 ．2 岩石单轴抗拉强度测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 3 ．7 ．3 岩石单轴抗压强度测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 3 ．8 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 4 采区回风暗斜井巷道支护设计方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 1 4 ．1 岩石巷道⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 1 4 ．2 穿煤巷道⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 5 4 ．3 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 6 5 锚杆支护效果监测与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 7 5 ．1 工程背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 5 ．2 锚杆支护参数设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 7 5 ．2 ．1 无支护条件下巷道松动圈深度预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 V I 万方数据 目录 5 ．2 ．2 锚杆支护效果预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 8 5 ．3 巷道表面位移监测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 0 5 ．3 ．1 监测内容及目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．5 l 5 ．3 ．2 测站及测点布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5l 5 ．3 1 3 测量仪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 2 5 ．3 ．4 测量方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。5 2 5 ．3 ．5 观测数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2 5 ．3 ．6 数据处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 0 5 ．3 ．7 数据分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 0 5 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 1 6 结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 3 6 ．1 全文总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 3 6 ．2 本文创新点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。6 4 6 ．3 不足与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 4 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 5 致{ 射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。7 3 作者简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 5 ⅥI 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 V I I I 万方数据 C o n t e n t S C o m e m 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 1I n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．一⋯⋯⋯⋯．．⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1T h ep r o b l e mp u tf o r w a r d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．2R e s e a r c ha c t u a l i t yo fb o l ts u p p o r t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．1S i t u a t i o ns t u d ya b r o a d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 ．2 ．2D o m e s t i cr e s e a r c hs t a t u s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 1 ．3Ab r i e fs u m m a r yo ft h ec u r r e n tt h e o r yo fb o l ts u p p o r t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 ．4E x i s t i n gp r o b l e m sa n ds u g g e s t i o n s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 1 ．4 ．1 E x i s t i n gp r o b l e m s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 1 ．4 ．2R e p a i rr e i n f o r c e m e n tp r o p o s a l s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 ．5T h o u g h to ft h i sp a p e r ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 1 ．5 ．1C o n t e n to fr e s e a r c h ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 1 ．5 ．2K e yt e c h n o l o g y ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 1 ．5 ．3T e c h n i c a lm e a n s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．9 1 ．5 ．4T e c h n i c a lr o u t e s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 0 1 ．5 ．5R e s e a r c hs i g n i f i c a n c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 0 1 ．6S u m m a r y ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11 2 A n a l y s i so f t h em e c h a n i s mo f b o l ts u p p o r t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．1 3 2 ．1T h eo v e r v i e wo f s h e a rs t r e n g t ht h e o r y ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 3 2 ．1 ．1M o l a r ’St h e o r yo f f a i l u r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。1 3 2 ．1 ．2C o u l o m bt h e o r y ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6 2 ．2T h ee l a s t o - p l a s t i ca n a l y s i so fs t r e s sf i e l di nc i r c u l a rr o a d w a y ．⋯⋯．⋯．．．．⋯⋯⋯2 0 2 ．3Ab r i e fa n a l y s i si nt h ea c t i o no fa n c h o r ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 8 2 ．4Ab r i e fa n a l y s i si nt h ee q u i l i b r i u mf o r c ea c t i o no fb o l t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 9 2 ．4 ．1A c t i o na n a l y s i so ft h eb o l ti n “b i gl o o s ec i r c l e ”r o a d w a y ．⋯⋯⋯⋯⋯．2 9 2 ．4 ．2A c t i o na n a l y s i so ft h eb o l ti n “s m a l ll o o s ec i r c l e ”r o M w a y ⋯⋯⋯⋯．．3 0 2 ．5S u m m a r y ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 0 3P h y s i c a le n v i r o n m e n ta n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fA p p l i e dE n g i n e e r i n g ．．．．．．．．．．．．．．．31 I X 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 3 ．1M i n i n ga r e ag e o l o g i c a ls u r v e y ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 3 ．1 ．1R e s e a r c h e de n g i n e e r i n gi nt h i sp a p e r ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 3 ．1 ．2M i n i n ga r e ag e o l o g i c a ls u r v e y ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 1 3 ．1 ．3T h eg e n e r a lo fr e t u r na i rs u b i n c l i n e ds h a f t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 3 3 ．2T e s ts u b t a n c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 3 ．2 ．1S a m p l i n gl o c a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 3 ．2 ．2P r i m a r yt e s tc o v e r a g e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 3 3 ．3T h eb a s i cr e q u i r e m e n to fs a m p l e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 3 ．4T h ep r o c e s s i n ga n dt e s to fs p e c i m e n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”3 4 3 ．4 ．1S p e c i m e np r o c e s s i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 4 3 ．4 ．2S p e c i m e nq u a n t i t y ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 4 3 ．5T e s tf a c i l i t ya n dm e t h o d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 4 3 ．5 ．1T h ec h i e fo fe q u i p m e n ta n da p p a r a t u sr e q u i r e di nt e s t i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 4 3 ．5 ．2T e s ta n dc a l c u l a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 5 3 ．6M e a s u r e m e n ts y s t e ma n dp a r t i a l s p e c i m e n s b e f o r ea n da f t e rt e s t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 3 ．7A n a l y s i so ft e s t i n gr e s u l t sg a t h e r e d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”3 7 3 ．7 ．1G e o m e t r ys i z eo fs p e c i m e n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 7 3 ．7 ．2R o c ku n i a x i a lc o m p r e s s i v es t r e n g t ht e s t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 7 3 ．7 ．3R o c kt m i a x i a lt e n s i l es t r e n g t ht e s t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 3 ．8 S u m m a r y ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 4S u p p o r tp r o g r a m m ei nr e t u r na i rs u b i n c l i n e ds h a f tr o a d w a y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 4 ．1R o c kt u n n e l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 1 4 ．2C o a lr o a d w a y ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 ．3 S u m m a r y ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6 5M o n i t o r i n ga n da n a l y s i so fb o l t i n gs u p p o r t ⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 5 ．1 E n g i n e e r i n gb a c k g r o u n d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 7 5 ．2P a r a m e t e rd e s i g no fa n c h o rs u p p o r t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 7 5 ．2 ．1C a l c u l a t i o no ft h ed e p t ho fl o o s ec i r c l ei nr o a d w a yw i t h o u ts u p p o r t ⋯．4 7 5 ．2 ．2E f f e c tc a l c u l a t i o ni nb o l ts u p p o r t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 8 5 ．3D i s p l a c e m e n tm o n i t o r i n go nt h et u n n e ls u r f a c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 0 5 ．3 ．1M o n i t o r i n gc o n t e n ta n dp u r p o s e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 1 5 ．3