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第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 复合顶板巷道稳定性控制研究现状 2

1.2.1 复合顶板特征及分类 2

1.2.2 国内外巷道支护技术发展过程 3

1.2.3 现代巷道支护理论与研究现状 6

1.3 特厚复合顶板巷道支护存在的问题 12

1.4 主要研究内容及方法 13

第2章 特厚复合顶板力学及原位特性研究 15

2.1 特厚复合顶板物理力学特性测定 15

2.1.1 地质条件 15

2.1.2 物理力学参数测定 15

2.1.3 特厚复合顶板物理力学特性分析 18

2.2 特厚复合顶板的原位特性研究 18

2.2.1 围岩层理构造探测 18

2.2.2 围岩应力场对巷道稳定性的影响 22

2.3 本章小结 24

第3章 特厚复合顶板巷道拱梁耦合支护理论与结构分析 25

3.1 特厚复合顶板变形特征 25

3.2 特厚复合顶板巷道拱梁耦合支护理论 27

3.2.1 复合顶板锚杆组合梁结构的形成 27

3.2.2 特厚复合顶板锚索组合拱结构的形成 29

3.2.3 锚索支护压缩拱与锚杆支护组合梁的耦合作用 30

3.3 巷道支护结构分析与支护设计 31

3.3.1 巷道支护结构力学模型的建立与结构分析 31

3.3.2 巷道支护设计与流程框图 46

3.4 本章小结 46

第4章 特厚复合顶板巷道组合梁结构体试验模拟 47

4.1 试验模型设计 47

4.1.1 相似模拟理论 47

4.1.2 试验原型条件 48

4.1.3 试验方案设计 48

4.1.4 试验模型材料及配比 48

4.1.5 试验设备及测试系统 50

4.2 模型制作与测点布置 54

4.2.1 应力测试仪器标定 54

4.2.2 模型制作 55

4.2.3 测点布置 55

4.2.4 加载测试与数据整理 57

4.3 无支护巷道试验结果分析 57

4.3.1 无支护巷道围岩应力变化规律分析 58

4.3.2 无支护巷道围岩变形规律分析 64

4.4 顶帮锚杆支护巷道围岩变形破坏规律分析 74

4.4.1 顶帮锚杆支护巷道围岩应力变化规律分析 74

4.4.2 顶帮锚杆支护巷道围岩变形规律分析 81

4.5 试验结果对比分析 92

4.5.1 巷道顶板围岩控制 92

4.5.2 巷道两帮位移控制 93

4.5.3 巷道底板破坏控制 93

4.6 本章小结 94

第5章 特厚复合顶板巷道拱-梁组合结构体试验模拟 95

5.1 垂直锚索＋顶帮锚杆支护巷道围岩变形破坏规律分析 95

5.1.1 巷道围岩应力变化规律分析 95

5.1.2 巷道围岩变形规律分析 102

5.2 倾斜锚索＋全断面锚杆支护巷道试验结果分析 114

5.2.1 巷道围岩应力变化规律分析 114

5.2.2 巷道围岩变形规律分析 121

5.3 试验结果对比分析 132

5.3.1 巷道顶板围岩控制 132

5.3.2 巷道两帮位移控制 134

5.3.3 巷道底板破坏控制 135

5.3.4 巷道断面收缩对比 136

5.4 本章小结 138

第6章 特厚复合顶板巷道拱-梁结构数值模拟 140

6.1 巷道变形破坏演化数值模拟 140

6.1.1 RFPA数值计算软件 140

6.1.2 RFPA2D数值计算模型 143

6.1.3 数值模拟结果分析 144

6.2 巷道拱-梁结构数值模拟 150

6.2.1 FLAC3D数值计算模型 150

6.2.2 锚索密度对拱-梁结构的影响 151

6.2.3 锚索预应力对拱-梁结构的影响 152

6.3 本章小结 153

第7章 工程应用研究 155

7.1 工程概况 155

7.2 巷道支护结构计算与支护方案优化 156

7.3 工程监测与稳定性评价 160

7.3.1 巷道监测方案 160

7.3.2 巷道稳定性分析 161

7.4 本章小结 162

第8章 结论 163

参考文献 166