围岩松动圈常用测试方法分析与比较
突水突泥影响下隧道围岩松动圈变化测试与分析
突水突泥影响下隧道围岩松动圈变化测试与分析舒忠磊;林从谋;常方强;张强;王海涛【期刊名称】《华侨大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(039)004【摘要】The shape and variation range of loose zone of surrounding rock are the important parameters for the stability evaluation and support of tunnels.In order to study the variation characteristics of loose zone of surrounding rock in water and mud inrush tunnel,the ground penetrating radar was adopted to monitor Jingxi tunnel.The images of loose zone in the two main sections of Jingxi rock tunnel were obtained.It is found that:the loose zone of surrounding rock under water and mud inrush is more extensive than the loose zone without hazard.Under the influence of surrounding bypass guides,the maximum loose zone of surrounding rock is transferred from the right shoulder to the arch waist.%为了探究突水突泥隧道围岩松动圈变化特征,采用地质雷达对荆西隧道进行现场实测,获得荆西隧道典型区段两种主要岩性断面松动圈图像.检测结果表明:突水突泥灾害部位所对应围岩松动圈较无灾害部位明显扩大;受到周围迂回导坑影响,围岩松动圈最大处由右侧拱肩向拱腰处转移.【总页数】6页(P545-550)【作者】舒忠磊;林从谋;常方强;张强;王海涛【作者单位】华侨大学土木工程学院,福建厦门 361021;华侨大学土木工程学院,福建厦门 361021;华侨大学土木工程学院,福建厦门 361021;中铁十六局集团第一工程有限公司,福建三明 365000;中铁十六局集团第一工程有限公司,福建三明365000【正文语种】中文【中图分类】O10【相关文献】1.小净距隧道围岩松动圈测试与分析 [J], 郑学贵;丁浩2.姜路岭炭质页岩隧道围岩松动圈测试与分析 [J], 郭鸿雁;3.松动圈对隧道围岩地震动力响应的影响 [J], 赵旭; 黎若寒; 代志杰; 赵密; 黄景琦; 陶连金; 耿琳4.动静载作用下隧道围岩松动圈的数值模拟 [J], 高威; 易帅; 刘胤5.鹤上隧道围岩松动圈测试与分析 [J], 龚建伍;夏才初;朱合华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
06-2松动圈支护理论与技术讲座-围岩分类
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分类目的及原则
分类的关键是分类指标或参数。选指标要考虑：
1. 充分反映围岩的稳定性，并且容易取得。 2. 分类指标要尽量简便，以利于施工和设计使用。例如 50年代从前苏联引进的小f值判定方法，在现场应用十 分广泛。
3. 避免多因素指标，采用能够反映多因素影响的综合指 标，而且尽可能定量。
目前围岩的分类方法
有数百种，有影响的50余种。从影响因素和指标上分 析有： 单因素单指标围岩分类判定法； 多因素多指标围岩分类判定法； 多因素定性和定量指标相结合和综合指标围岩分类判定 法等。
国内较为流行的岩石分类方法
小f分类方法 –只考虑岩石的强度! 岩心质量指标RQD分级法
煤炭部五类分类表 –试问:深井的细砂岩是稳定岩石吗? –试问:西北的黄土是软岩吗? –特殊情况下会出现分类结果不确定问题。
围岩松动圈分类表特点
（1）绕过地应力、强度、结构面性质测定困难， 理论基础扎实；
（2）分类与支护机理相互联系，实用； ( 3 ) 现场实测，无假设条件，可靠； （4）单一综合指标，简单； ( 5 ) 本身与岩性无关。
围岩松动圈分类表的使用方法 松动圈分类采用的具体思路是： 在已经开挖的巷道中测试松动圈数值，把它 作为同一矿井相同水平新开巷道岩体松动圈数值 建立松动圈分类表。 在建立××矿××水平围岩分类表时，一般 选择有代表的岩层3到4种，在已经开挖的巷道中 实测松动圈，建立分类表。 注意：具体的分类表与岩性相关。
《松动圈支护理论与技术》讲座之三
第3部分 松动圈岩石分类方法
松动圈岩石分类方法
岩石工程分类的目的
岩石的物理与力学性质千差万别。为了更好 地利用它们来解决巷道支护难的问题，有必要按岩 石其物理力学性质所反映的巷道围岩支护的难易程 度进行分类。 帮助恰当评价巷道围岩所处的环境（地应力、 水等）条件下，巷道支护的难易程度，判明支护的 主要对象，以便合理地选择分类表例子
巷道跨度及采动应力对围岩松动圈影响的测试与分析
巷道跨度及采动应力对围岩松动圈影响的测试与分析
单成方;聂国豪;秦剑云;杨发军;姚志钟;朱鹏;刘刚
【期刊名称】《山西煤炭》
【年(卷),期】2024(44)1
【摘要】巷道设计在很大程度上是支护设计,而围岩松动圈作为支护设计的依据,进行现场实测是最可靠的方法。
采用地质雷达对榆树岭煤矿进行松动圈测试,探究巷道跨度、采动应力等因素对围岩松动圈的影响。
测试与分析结果表明:下5煤层巷道全断面松动圈均小于2.0 m,为中等松动圈,而水平应力远大于垂直应力是顶板松动圈大于两帮松动圈的原因;巷道跨度对围岩松动圈的影响并不显著,在5.0~11.5 m跨度范围内,松动圈增幅5%~15%,因此4~8 m跨度范围内巷道采用相同支护方案时,可优化锚杆与锚索预紧力来保证巷道稳定;沿空掘巷一次采动影响后,全断面松动圈均超过2.0 m,松动圈增幅15%~22%,可作为沿空掘巷煤柱留设宽度的依据;围岩松动圈范围内的破碎区较易识别,而裂隙区的判断则需要结合经验或2种以上测试方法进行综合分析判断。
【总页数】10页(P8-17)
【作者】单成方;聂国豪;秦剑云;杨发军;姚志钟;朱鹏;刘刚
【作者单位】库车市榆树岭煤矿有限责任公司;中国矿业大学力学与土木工程学院【正文语种】中文
【中图分类】TD26
【相关文献】
1.浅埋高强度采动巷道围岩松动圈演化规律研究
2.两硬大采高工作面巷道围岩松动圈测试分析
3.基于松动圈测试的迎采动巷道围岩控制技术研究
4.基于声波测试的煤矿深井巷道围岩松动圈影响因素分析
5.采动影响下软岩巷道松动圈的联合测试方法研究
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地下洞库围岩松动圈的声波法测试
对松动 圈范 围的判 定 ， 对洞 室洞 室开挖方式的选择 、 巷 道稳 定性 的分析 ， 以及确定锚杆支护位置 、 支护锚杆 长度等设计 参数
的确定 ， 均有重要意义 。
仪器 结构简单 、 操作方便 、 数据 直观 ， 故此 次松动 圈测定采用该
方法。 声 波 法 的原 理 是 声 波 在 岩 体 中传 播 ， 当岩体裂隙发育 、 密 度
高则说 明围岩完整性 好 ，波速低说 明围岩存在裂缝 ，完整性较
差。
实际测试示 意图见图 １ 。在岩体 中钻孔后放入 测试探 头 ， 测 试探头 中有一个 发射器 和两个 接收器 ， 实行一发双收 。 发射探头
８ ２ Ｉ 石 油 化 工 建 设 ２ ０ １ ４ ． ０ １
全， 做 到 科 学决 策 ， 需 对 两 种 开 挖 方 式产 生 的 松 动 圈 范 围进 行 测
定， 比较两 种施 工工艺对 围岩 的扰动情况 ， 为确定合理 的洞室主
导开挖方式提供依据 。
后， 洞壁的应力最大 。当该应力超过岩体 的极 限强度时 ， 围岩将 立即发生破坏 ； 当该应力介于极 限强度和屈 服极 限时 ， 洞壁 围岩 就由弹性状态转化 为塑性状 态 ， 该趋 向深处发展 ， 并最 终在 围岩 中形成一 个所谓 的塑性松动 圈。 当然， 围岩破 坏发展 到一定深度 后会取得新应 力平衡 ，最终也会在洞室周 围产生一定 的破 坏松 动范围。因此 ， 在洞室开挖后 ， 在其周围会 因应力释放产生一个
Ｅ＆ Ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｉ 工程技术
地下洞库围岩松动圈的声波 Ｉ Ｊ 试
郑红刚 龚凯 军 王立强 北京东 方新星石化工程股份有限公司 北京 １ ０ ０ ０ ７ ０ 摘 要 以山东某化 工企 业建造的地下洞库项 目为工程实例 ， 详细介绍 了采用声波法测定松动 圈的原理 及过程 ， 结合实 际
榆家梁煤矿巷道围岩松动圈测试技术及应用
榆家梁煤矿巷道围岩松动圈测试技术及应用摘要:基于榆家梁煤矿现场条件,介绍了松动圈的测试原理、测试方法及测试过程,通过测试得出了围岩合理的松动圈范围,为确定合理锚杆支护参数提供了依据,为相似条件巷道的松动圈测试提供了实践经验。
并介绍了控制松动圈厚度的方法,对井下支护设计具有借鉴意义。
关键词:围岩;松动圈;巷道;锚杆支护巷道开挖后,围岩受力状态由三向变成了近似两向,造成岩石强度较大幅度地下降。
如果围岩中集中应力值小于下降后的岩石强度,则围岩处于弹塑性状态,且围岩自行稳定,不存在支护问题;反之围岩将发生破坏,这种破坏从周边逐渐向深部扩展,直至达到新的三向应力平衡状态为止,此时围岩中出现了一个破裂带。
把这个由于应力作用产生的破裂带称为围岩松动圈,如图1。
图一围岩松动圈是巷道开挖后地应力超过围岩强度的结果,因此松动圈理论认为,支护的作用就是限制围岩松动圈中碎胀力所造成的有害变形。
掌握巷道松动圈范围的大小及受采动影响的变化规律,对于选择恰当的巷道支护方式与参数,确定合理的工作面超前支护范围等具有重要意义。
目前各矿回采巷道多采用棚子支护或锚杆支护。
由于棚子支护是一种传统的被动支护形式,在复杂的压力状态下它必须借助其它形式的支护配合,才能确保巷道的绝对安全;因而锚杆支护已成为解决巷道围岩承受采动支承压力的重要途径。
采用锚杆支护解决采动支承压力问题,关键是确定出巷道围岩松动圈的厚度,并加以控制。
1 测试原理松动圈测试是应用超声波在不同介质中传播速度,来预测围岩的破坏情况。
测试物体是以弹性体为前提条件的,当煤体的尺寸较小、作用外力较小时,相应变形也较小,可以把煤体视为弹性体。
超声波是由声波仪振荡器产生的高压电脉冲信号加在发射换能器,发射换能器受到激发产生瞬态的振动信号,该信号经发射换能器与煤体之间的耦合后在岩体介质中传播,从而携带煤体内部信息到达接收换能器,再由接收换能器把收到的振动信号转变成电信号传给声波仪,经声波仪放大处理后,显示出超声波穿过煤体的声时、波速等参数。
松动圈理论应用概述
中图分 类号： Ｔ Ｄ ３ ５ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ４ ３ １ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ２ ７ ２ — ０ ３
Ｏ 引言 随着 地下采矿 深度 的增加 ， 大型水 电站、 隧道、 地铁 、 地下储 库等的地下工程数量 日益增长 ， 所遇 到的地 下空间
关键词 ： 松动 圈； 测试方法； 影响 因素； 计算方法
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｌ ｏ ｏ ｓ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｌ ｅ ； ｔ ｅ ｓ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ； ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ； ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
ｍｏ ｒ ｅ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｌ ｏ ｏ ｓ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｌ ｅ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｎ ｅ ｓ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ． ｈ ｅ Ｔ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ ｔ ｏ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅ
(倾情奉献)巷道松动圈测试、计算及规律
矿井巷道松动圈特征及规律1.查阅信息通过查阅矿井巷道相关资料，得出关于一些矿井巷道松动圈的测试方法以及松动圈特征参数的相关数据，见下表所示：(1)表格形式（2）图片形式1）平煤十二矿松动圈测试与相关影响因素的关系：2）梁北矿围岩松动圈与岩性的关系（BA-Ⅱ超声波围岩松动圈测试仪）3）松动圈大小与支护方式的关系4）松动圈大小与节理发育系数等因素的关系2.松动圈大小的影响因素和规律结合开滦矿务局赵各庄矿千米深井的实测（按5个水平、不同岩性及是否受采动影响参数）得出围岩松动圈实测结果，经分析得出如下规律。
（1）围岩松动圈与围岩应力和围岩强度关系赵各庄矿不受采动影响的底板岩巷，在断面形状尺寸一定的条件下，实测围岩松动圈值见表1(L p为掘巷产生的松动圈厚度)。
由表1可见，在工程情况相近条件下，围岩松动圈厚度主要决定于原岩应力P0。
根据中科院地质所编写的“煤矿突水预测预报综合研究”，赵各庄矿的原岩应力场以自重应力为主，即有P0=γH(H为采深)。
单向抗压强度σc：对粗(中)砂岩、细砂岩、粉砂岩分别取为24.21， 15.94， 12.76MPa。
此外鉴于观测数值的离散性较大(见表1)，从安全的要求出发，对观测值离散性大的测站取松动圈的最大值进行分析，因此得表2。
表1 不受采动影响的松动圈厚度观测值表2 Lp 与P/σc值表2不包括受断层影响的松动圈观测值，表明：在岩石强度不变时，随原岩应力的增加，松动圈厚度将随之增大。
对表2中数据进行拟合， L p与P0/σc具有如下关系：P0/σc=0.379+0.598L2p -------------------(1)(R2=0.975; F=277.2)即L p=1.293(P0/σc-0.379)1/2 --------(2)（2）围岩松动圈与采深的关系根据赵各庄矿原岩应力以自重应力为主的结论，由式(2)得L p=a(H-H0)1/2 -------------------(3)式中： a为与岩性有关的常数, a=0.2044/σcH0为产生松动圈初始深度,H O=0.379σc/0.025=15σc上式是在赵各庄矿具体工程条件下获得的、不受采动和地质构造影响的底板岩巷围岩松动圈与采深的关系式，其变化规律见图1、2。
松动圈理论应用概述
0引言随着地下采矿深度的增加，大型水电站、隧道、地铁、地下储库等的地下工程数量日益增长，所遇到的地下空间支护问题也越来越多。
原有的经验理论公式已不能满足节约采掘成本的要求。
自1964年太沙基研究了松动圈并提出了冒落拱理论以来，很多国家的专家、学者都对松动圈理论进行了探索，如：日本的池田和彦、印度的AIK.Dube等人，使得松动圈理论得到初步发展。
20世纪70年代至80年代中期，中国矿业大学董方庭、宋宏伟等专家，在前人的理论基础上，从研究掘进巷道后围岩的客观物理状态入手，通过对松动圈力学等性质的研究，比较系统的提出了围岩松动圈支护理论。
目前，松动圈支护理论在多个矿区各类围岩中进行了工程试验。
实践证明，围岩松动圈理论抓住了支护的主要因素，所确定的支护形式与支护参数更符合现场要求，节约了支护成本，经济效益显著[1]。
1巷道围岩松动圈支护理论巷道围岩松动圈是指在巷道开挖后，巷道周围围岩应力平衡被打破，应力需要重新分布，巷道周边应力由原有的三向应力状态变成二向应力状态，径向力转变为0，并产生应力集中，若集中应力小于岩体强度时，围岩处于弹塑性稳定状态。
当集中应力超过围岩强度时，巷道周边岩石首先发生破坏，然后向岩体深部扩展，直至一定深度后取得三向应力平衡为止，此时围岩已经过度到破碎状态，这种松弛的破碎带被称为松动圈，所以围岩松动圈是地下工程中客观存在的实际物理学状态，松动圈用其厚度进行度量，一般表示为L p[2-5]。
2松动圈厚度的主要测试方法与理论计算公式围岩松动圈的厚度的测试技术很多，并且在不断发展。
目前常用的测试方法主要有超声波法、多点位移计法、地质雷达法、电阻率法和渗透法等。
测试原理与主要测试方法等简单介绍见表1，详见文献[6]。
2.1松动圈主要测试方法2.2松动圈厚度现有数值模型与计算方法2.2.1松动圈数学模型通过董方庭[1]的巷道围岩支护研究可知，围岩松动圈厚度L p与围岩压力P0和单轴抗压强度R c存在一定的关系，其数学模型为L p=f（P0，R c）=b1P0/R c+b2式中：b1，b2均为系数。
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围岩松动圈常用测试方法分析与比较
杨旭旭;王文庆;靖洪文
【期刊名称】《煤炭科学技术》
【年(卷),期】2012(040)008
【摘要】为便于在不同工程背景下对现有多种松动圈测试方法进行选择应用,对获得围岩松动圈范围的理论方法和多种物理测试方法进行了分析介绍,并对各物理测试方法的适用特点进行了比较研究。
结果表明：声波法技术相对成熟,但对测试岩体岩性要求较高;多点位移计法测量数据量大,测试精度不高;地震波法与地质雷达法可实现无损检测,但成本较高,适用于精度要求高的工程;钻孔摄像方法直观、精度高,但存在操作复杂、成本高以及不适用于破碎程度高的岩体等缺点。
【总页数】6页(P1-5,54)
【作者】杨旭旭;王文庆;靖洪文
【作者单位】中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221008;山西兰花集团莒山煤矿有限公司,山西晋城048002;中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221008
【正文语种】中文
【中图分类】TD325.4
【相关文献】
1.北岭煤矿4号煤层围岩松动圈测量及围岩分类研究 [J], 李奋勇;郭生
2.煤矿巷道围岩松动圈测试方法探讨 [J], 蔡冠楠;李忠辉;杨玉龙;康俊亮
3.围岩松动圈测试方法探讨 [J], 孙毅;孙亚南
4.北岭煤矿4号煤层围岩松动圈测量及围岩分类研究 [J], 李奋勇;郭生;;
5.利用巷道围岩对震波的传播速度确定巷道围岩松动圈 [J], 丁宽
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