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1、2010年6月中國礦山工程Jun．，2010第39卷第3期ChinaMineEngineeringVo1．39No．3巷道圍巖松動圈支護理論及測試技術Roadwaysurroundingrockloosecirclesupportingtheoryandtestingtechnology孟慶彬，門燕青，楊以明，中海龍2(1．山東科技大學土木建筑學院，山東青島266510；2．兗礦集團濟寧二三號煤礦，山東濟寧272169)摘要：巷道圍巖松動圈支護理論是2O世紀70年代末產生的一種軟巖巷道支護理論，此后不斷發(fā)展完善，形成了以圍巖分類、支護理論、測試技術、支護設計與
2、施工相結合的一整套支護理論體系，實踐支護效果顯著，應用廣泛。本文主要介紹了巷道松動圈支護理論的基本內容，闡述了幾種常用圍巖松動圈測試技術的基本原理，并結合工程實例，介紹了地質雷達在測試圍巖松動圈中的應用，取得了較好的測試效果，具有一定的推廣意義和應用價值。關鍵詞：松動圈；支護理論；測試技術Abstract：Roadwaysurroundingrockloosecirclesupportingtheory，akindofsupportingtheoryforsoftrockstrata，wasrecommendedinthelate1970s．Thistheor
3、yhasbeendevelopedintoacompletesetofsupportingtheorysystem，includingrockclassification，supportingdesign，testingtechnology，andconstructionmethods．Supportingresultsareobviousinpracticesandwidelyused．Thebasiccontentofloosecirclesupportingtheorywasintroducedandseveralfoundationprinciples
4、abouttestingtechnologywerepresented．Combinedwithengineeringpractice，GPRapplicationintestingsurroundingrockloosecirclewasintroducedandagoodresultwasobtained．Alltheworkabovehasacertainmeaningandapplicationvalue．Keywords：loosecircle；supportingtheory；testingtechnology1前言巷道圍巖是一種極其復雜的天然地質
5、體。表現(xiàn)出多種力學特性，難以用一種支護理論來解決巷道支護問題。因此．在巷道支護理論研究方面出現(xiàn)了各種各樣的學術流派，巷道圍巖松動圈支護理論是我國軟巖巷道支護領域重要學術流派之一。該理論幾乎不作任何假設假說，用現(xiàn)場實測和相似模擬試驗，直感性強，易于掌握和操作。這一理論先后在全國多個礦區(qū)得到廣泛應用．成功解決了軟巖巷道支護的難題，取得了較大的經濟效益。2巷道圍巖松動圈支護理論2．1松動圈的定義巷道開挖后，破壞了原巖的應力平衡狀態(tài)，圍巖受力狀態(tài)由三向變成了近似兩向．導致圍巖應力重分布和局部應力集中，造成巖石強度較大幅度地下降。此時．最大主應力是沿巷道壁面的切線方向，
6、巷道壁面切應力達到最大值；最小主應力是沿巷道的徑向應力，徑向應力在巷道周邊為零，向圍巖內部逐漸增大。如果圍巖中集中的應力值小于下降后的巖石強度．圍巖處于彈塑性狀態(tài)，圍巖自行穩(wěn)定，不存在支護問題；如果相反，圍巖將發(fā)生破壞，這種破壞從周邊逐漸向深部擴展，直至達到·48·中國礦山工程2010年(第39卷)新的三向應力平衡狀態(tài)為止，此時圍巖中出現(xiàn)了一2．2松動圈的分類個松弛破裂帶．即圍巖松動圈】。其力學特征表現(xiàn)圍巖分類的目的在于正確評價圍巖的支護難為應力降低區(qū)即松動圈、塑性區(qū)及彈性區(qū)，如圖1所示。易程度，確定主要支護對象，以便合理地確定支護參數(shù)和施工工藝。松動圈是圍巖
7、應力、圍巖強度、水的影響等綜合因素的指標，工程實踐表明．松動圈的大小和圍巖收斂及支護難易程度是一致的。大松動圈巷道收斂變形大，支護困難：小松動圈巷道收斂變形小，支護容易。根據(jù)圍巖松動圈厚度大小和圍巖碎脹變形量的不同?？砂验_挖后的圍巖分為小松動圈圍巖、中圖1巷道圍巖狀態(tài)分布圖松動圈圍巖和大松動圈圍巖三類嗍，見表1。表1巷道支護圍巖松動圈分類表3圍巖松動圈測試和物理衰減，煤巖體中不同力學性質的結構面上，超聲波要發(fā)生散射、折射和熱損耗等物理現(xiàn)象，圍巖松動圈是圍巖應力超過巖體強度之后而在巷道周邊形成的破碎帶，其物理狀態(tài)表現(xiàn)為破裂使得超聲波能量不斷衰減造成波速降低。因此
8、，利縫的增加及巖體應力水平的降低。松動
