TBM掘进煤矿深部巷道围岩准静态卸荷力学响应

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51804006
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0405.矿山开采工程
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Introducing TBM in excavation of deep-buried roadways plays a significant role in enhancing advance rate and safety of excavation operations. Nevertheless, considering special geological setting of deep strata within coal mines, the mechanical response mechanism of TBM-excavated roadway surrounding rocks is still unclear. This project plan to be conducted through theoretical analysis, numerical simulation and laboratory tests. Firstly, the triaxial unloading tests that are capable of represent the quasi-static unloading mechanical characters of TBM excavation need to be carried out. The damage and deformation characters of rocks under various confining pressure and unloading speed will be analyzed, and the thresholds of different stages of rock damage and deformation will be defined. Moreover, the damage and deformation mechanics of rocks under quasi-static unloading will be revealed. Secondly, the strength criterion and dynamic evolution equation of strength parameters of rocks will be obtained on the basis of triaxial unloading test results. Therefore, the damage constitutive model of rocks under quasi-static unloading will be established. Finally, base on proposed constitutive model, the theoretical model and continuous-discontinuous coupling numerical model will be established and be applied within calculations. The quasi-static unloading mechanical response mechanism of surrounding rocks of TBM-excavated coal mine roadway will be revealed in the end. This project will be capable of providing scientific basis for optimizing support design of TBM-excavated coal mine deep-buried roadway.
采用TBM掘进煤矿深部巷道对于提高岩巷掘进效率和安全性意义重大。但煤矿深部地层地质条件特殊,TBM掘进煤矿深部巷道围岩力学响应机理尚不明晰。本项目拟采用理论分析、数值模拟和室内试验的方法,首先开展反映TBM掘进扰动特性的岩石三轴准静态卸荷试验,分析不同围压和卸荷速率下的准静态卸荷岩石损伤变形规律,明确岩石损伤变形各阶段的临界特征,揭示准静态卸荷条件下岩石变形特性与损伤演化机理。其次,基于三轴卸荷试验,获得岩石卸荷强度准则和强度参数动态演化方程,建立准静态卸荷条件下岩石损伤本构模型。最后,根据构建的本构模型,建立TBM掘进煤矿巷道围岩力学响应的理论模型和连续-非连续耦合数值模型,并进行计算分析,最终揭示TBM掘进煤矿深部硬岩巷道围岩准静态卸荷力学响应机理。为优化TBM掘进煤矿深部巷道围岩支护设计提供科学依据。

结项摘要

采用TBM掘进煤矿深部巷道对于提高岩巷掘进效率和安全性意义重大。但煤矿深部地层地 质条件特殊,TBM掘进煤矿深部巷道围岩力学响应机理尚不明晰。本项目采用理论分析、数值模拟和室内试验的方法,首先开展反映TBM掘进扰动特性的岩石三轴准静态卸荷试验,分析了不同围压和卸荷速率下的准静态卸荷岩石损伤变形规律,明确岩石损伤变形各阶段的临界特征,揭示准静态卸荷条件下岩石变形特性与损伤演化机理。同时开展了TBM掘进巷道围岩蠕变试验,基于三轴卸荷试验和岩石蠕变试验,获得了TBM掘进扰动下岩石卸荷强度准则和强度参数动态演化方程,建立准静态卸荷条件下岩石损伤本构模型和岩石蠕变本构方程。最后,根据构建的本构模型,建立了TBM掘进煤矿巷道围岩力学响应的理论模型和离散单元法数值模型。开展了TBM掘进扰动条件下煤矿深井巷道围岩扰动规律理论分析、数值模拟计算分析,并通过施工现场监测数据验证了计算结果的准确性。最终揭示TBM掘进煤矿深部硬岩巷道围岩准静态卸荷力学响应机理,为优化TBM掘进煤矿深部巷道围岩支护设计提供了科学依据。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(2)
专利数量(6)
煤矿节理地层TBM掘进巷道围岩损伤规律分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    煤矿安全
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    代迈;唐彬;王永;王雪松;汪振华
  • 通讯作者:
    汪振华
Experimental Study on Pipe Strength and Field Performance of Pipe Jacking TBM in Deep-Buried Coal Mines
深埋煤矿顶管TBM管体强度及现场性能试验研究
  • DOI:
    10.1007/s40999-021-00632-w
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
    International Journal of Civil Engineering
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Bin Tang;Zhenhua Wang;Hua Cheng;Mathias Yeboah;Yongzhi Tang;Zhishu Yao;Chuanbing Wang;Chuanxin Rong;Quansheng Liu
  • 通讯作者:
    Quansheng Liu
Application of a FBG-Based Instrumented Rock Bolt in a TBM-Excavated Coal Mine Roadway
基于FBG的仪表化锚杆在TBM掘进煤矿巷道中的应用
  • DOI:
    10.1155/2018/8191837
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF SENSORS
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Tang, Bin;Cheng, Hua;Lin, Jian
  • 通讯作者:
    Lin, Jian
复合地层TBM滚刀破岩性能离散元数值试验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    安徽建筑
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪振华;唐彬;黄志鸿;刘子默;王晓云
  • 通讯作者:
    王晓云
深井煤矿顶管法施工管体承载力试验和工程应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    煤矿安全
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘子默;唐彬;黄志鸿;王传兵;张琪林;程松;陈旭之;孙长红
  • 通讯作者:
    孙长红

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其他文献

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  • DOI:
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    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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    --
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  • 作者:
    朱宇清;龙杞;肖琦凡;张矛;魏育林;唐彬
  • 通讯作者:
    唐彬

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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