[發明專利]基于深部不同巖性巷道復合承載體梯次支護的試驗方法

有效

• 申請號: 201810303901.6
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108827674B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 彭瑞;朱建明;歐陽振華;趙啟峰;陳莞陽;王一哲;王柳茜;方媚齡;譚林斌;姜士源;董秋琪;鄒文棟
• 申請（專利權）人: 華北科技學院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 合肥維可專利代理事務所(普通合伙) 34135
• 代理人: 吳明華

1.基于深部不同巖性巷道復合承載體梯次支護的試驗方法，其特征在于，采用平面應力加載實驗裝置，所述平面應力加載實驗裝置包括平面模型架(2)、法蘭盤(3)、千斤頂(4)和支板(5)，所述千斤頂(4)的數量不少于六個，且千斤頂(4)的一端均與法蘭盤(3)的一端中部固定連接，所述法蘭盤(3)通過高強度螺栓固定在平面模型架(2)的上端和兩個支板(5)的一側；

所述基于深部不同巖性巷道復合承載體梯次支護的試驗方法包括步驟：1)無支護實驗方法；

在1)無支護實驗方法中：

a.將軟巖直墻(1)放置到所述平面應力加載實驗裝置內，軟巖直墻(1)的中部貫穿設有半圓拱巷道(6)，形成軟巖巷道模擬實驗臺，該半圓拱巷道(6)為無支護結構；

b.均勻應力場中：待各條測線布設完成后，啟動千斤頂(4)，使得水平、垂直方向的千斤頂(4)向軟巖直墻(1)加載壓力；

c.待圍巖穩定時，由底拱腳測線的應變片，收集測點的環向和徑向應變量，接著根據模擬中軟巖直墻(1)的彈性模量，獲得模擬的環向和徑向應力，再根據相似比例獲得真實的環向和徑向應力，計算出該點等效剪應力；

d.側壓系數為1.5的非均勻場中：啟動千斤頂(4)，使得水平、垂直方向的千斤頂(4)向軟巖直墻(1)加載壓力，其他實驗條件同上，獲得真實的環向、徑向應力和等效剪應力；

e.側壓系數為2的非均勻場中：啟動千斤頂(4)，使得水平、垂直方向的千斤頂(4)向軟巖直墻(1)加載壓力，其他實驗條件同上，獲得真實的環向、徑向應力和等效剪應力；

f.將步驟a中的軟巖直墻(1)更換成硬巖直墻(11)，硬巖直墻(11)的中部也貫穿設有半圓拱巷道(6)，形成硬巖巷道模擬實驗臺，該半圓拱巷道(6)為無支護結構；

g.重復步驟b、c、d、e；

所述基于深部不同巖性巷道復合承載體梯次支護的試驗方法，還包括步驟：2)有支護實驗方法；

在2)有支護實驗方法中：

a.將軟巖直墻(1)放置到所述平面應力加載實驗裝置內，軟巖直墻(1)的中部貫穿設有半圓拱巷道(6)，形成軟巖巷道模擬實驗臺，該半圓拱巷道(6)外側依次設有第一支護層、第二支護層和第三支護層；

b.重復1)無支護實驗方法中的步驟c、d、e、f、g。

2.根據權利要求1所述的基于深部不同巖性巷道復合承載體梯次支護的試驗方法，其特征在于，所述平面模型架(2)的長度、高度和厚度分別為1.8m、1.2m和0.3m，所述半圓拱巷道(6)真實的寬度、高度分別為6m、5m，且半圓拱巷道(6)模擬的寬度、高度分別為24cm、20m。

3.根據權利要求1所述的基于深部不同巖性巷道復合承載體梯次支護的試驗方法，其特征在于，1)無支護實驗方法的步驟b中，水平、垂直方向的千斤頂(4)加載壓力分別為41.143MPa、61.715MPa。

4.根據權利要求1所述的基于深部不同巖性巷道復合承載體梯次支護的試驗方法，其特征在于，所述步驟c中，測點的環向和徑向應變量分別為0.618、0.069；彈性模量E等于0.388MPa，測點模擬的環向和徑向應力分別為0.240MPa、0.027MPa；測點真實的環向、徑向應力和等效剪應力分別為9.0MPa、1.0MPa和5.02MPa。

5.根據權利要求1所述的基于深部不同巖性巷道復合承載體梯次支護的試驗方法，其特征在于，所述步驟d中，水平、垂直方向的千斤頂(4)加載壓力均為61.715MPa；真實的環向、徑向應力和等效剪應力分別為11.30MPa、3.00MPa和5.96MPa。

6.根據權利要求1所述的基于深部不同巖性巷道復合承載體梯次支護的試驗方法，其特征在于，所述步驟e中，水平、垂直方向的千斤頂(4)加載壓力分別為82.286MPa、61.715MPa；真實的環向、徑向應力和等效剪應力分別為13.5MPa、5.00MPa和6.96MPa。