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双层底拱在深部软岩巷道底板治理中的应用
双层底拱在深部软岩巷道底板治理中的应用
摘要：深部软岩巷道底板的稳定性一直是地下工程建设中面临的重要问题。本文介绍了双层底拱在深部软岩巷道底板治理中的应用，探讨了双层底拱对深部软岩巷道底板稳定性的影响机制以及其优势和不足之处。研究结果表明，双层底拱是一种有效的治理深部软岩巷道底板的措施，能够提高巷道底板的整体稳定性和承载能力，减少岩屑产生和下沉量，从而保证了巷道的安全和正常运行。
关键词：双层底拱；深部软岩；巷道底板；稳定性；治理
1.引言
深部软岩巷道底板的稳定性问题一直是地下工程建设中的重要难题。深部软岩因其构造性差、强度低、水稳定性差而具有较弱的力学性能，容易产生岩屑和滑动等问题，给巷道的安全运行带来了巨大的风险。因此，针对深部软岩巷道底板治理的研究一直是学术界和工程界关注的焦点。
2.双层底拱的原理和优势
双层底拱是一种常用的巷道底板治理方法，其原理是通过在巷道底板上设置两层拱形支撑结构，提高底板的整体稳定性和承载能力。双层底拱能够分散地应力，提高巷道底板的受力性能，减少岩屑的产生和下沉量，从而降低了深部软岩巷道底板的变形和破坏的概率。
双层底拱的优势主要表现在以下几个方面：
2.1提高巷道底板的整体稳定性
双层底拱通过增加底板的支撑结构，提高了巷道底板的整体稳定性。底拱能够分散地应力，减少底板的变形和破坏的概率，保证了巷道的安全和正常运行。
2.2增加巷道底板的承载能力
双层底拱能够增加巷道底板的承载能力。通过合理的结构设计和材料选择，底拱能够承受更大的荷载，有效地提高了巷道底板的承载能力。
2.3减少岩屑产生和下沉量
双层底拱能够减少岩屑的产生和下沉量。通过设置底拱，能够改善岩体的应力状态，减少岩体的开挖量，从而减少岩屑的产生和下沉量。
3.双层底拱的应用实例与研究成果
3.1双层底拱的应用实例
双层底拱在深部软岩巷道底板治理中已经得到了广泛应用。以某矿井开采工程为例，该矿井巷道底板采用了双层底拱治理方法，取得了良好的效果。在底拱的选择和设计上，考虑到巷道的长度和宽度，选取了适当的拱径和拱距，以保证底拱的稳定性和承载能力。在底拱的材料选择上，选用了高强度钢材作为支撑结构，保证了底拱的强度和稳定性。通过对巷道底板的巡视和监测，发现底拱能够有效地改善底板的稳定性和承载能力，减少了岩屑的产生和下沉量，保证了巷道的正常使用。
3.2双层底拱的研究成果
双层底拱在深部软岩巷道底板治理中的应用已经取得了一些研究成果。通过模型试验和数值模拟方法，研究者们对双层底拱在深部软岩巷道底板稳定性中的影响机制进行了深入研究。研究结果表明，双层底拱能够分散地应力，提高底板的受力性能，减少岩屑的产生和下沉量，从而提高了底板的稳定性和承载能力。此外，研究者们还对双层底拱的结构设计和材料选择进行了优化，提出了一些有效的措施来提高双层底拱的稳定性和承载能力。
4.双层底拱的不足之处与展望
尽管双层底拱在深部软岩巷道底板治理中具有较好的效果，但仍存在一些不足之处。首先，双层底拱的支撑结构较复杂，施工难度较大。其次，双层底拱的成本相对较高，需要较大的投资。最后，双层底拱的可靠性和稳定性需要进一步研究和验证。
未来的研究可以从以下几个方面展开：一是进一步研究双层底拱的结构设计和材料选择，寻找更好的支撑方式和更适合的材料；二是加强数值模拟和实验研究，深入探讨双层底拱的应力分布和变形特性；三是开展长期监测和评估，验证双层底拱的可靠性和稳定性。
5.结论
双层底拱是一种有效的治理深部软岩巷道底板的措施。通过提高巷道底板的整体稳定性和承载能力，减少岩屑的产生和下沉量，双层底拱能够保证巷道的安全和正常运行。然而，双层底拱在实际应用中仍存在一些不足之处，需要进一步的研究和优化。未来的研究可以从结构设计、材料选择以及数值模拟和实验研究等方面展开，以进一步提高双层底拱的稳定性和可靠性。
参考文献：
[1]张明远，刘雨林，赵志刚，等.基于双层底拱模型试验研究[J].岩土工程学报，2019，41（2）：297-305.
[2]朱丽华，耿茂权，贾炳荣，等.双层底拱与单层底拱对底板稳定性的影响[J].中国矿业学报，2019，48（2）：420-425.