对拉锚杆、锚索的承载特性与加固效果分析

论文摘要

随着开采强度的提高,巷道空间层位关系越趋复杂,对拉锚杆、锚索被应用于煤矿巷道支护。现有关于锚杆、锚索的研究基本针对传统锚固方式锚杆、锚索,少有涉及对拉锚杆、锚索,对拉锚杆、锚索的承载特性与加固效果尚不完全清楚。为研究对拉锚杆、锚索的承载特性与加固效果,提出并验证基于FLAC3D的对拉锚杆、锚索模拟方法,解决FLAC3D中pile结构单元无法施加预紧力的难题;建立对拉锚杆、锚索拉伸与剪切数值模型,分析全长黏结型与非黏结型对拉锚杆、锚索的轴向与切向承载特性,对比对拉锚杆与对拉锚索的抗剪能力;开展对拉锚杆、锚索阻止结构面剪切滑移和张拉破坏的数值试验,研究对拉锚杆、锚索在原岩应力条件下对结构面剪切滑移和张拉破坏的加固效果。在此基础上,分析对拉锚杆、锚索的适用性。研究结果表明:①所提出的对拉锚杆、锚索模拟方法能够高度仿真对拉锚杆、锚索的结构组成与轴向、切向承载作用;②与非黏结型对拉锚杆、锚索相比,全长黏结型对拉锚杆、锚索对拉伸变形更为敏感,增阻更快,作用范围更大,但也更易在杆体或索体中部破断;③全长黏结型对拉锚杆、锚索的抗剪能力强于非黏结型对拉锚杆、锚索,剪切位移较小时,对拉锚杆的抗剪能力强于对拉锚索,随剪切位移增大,对拉锚索的抗剪能力逐渐强于对拉锚杆;④在原岩应力条件下,对拉锚杆、锚索主要发挥轴向承载作用,可有效阻止煤岩体结构面的张拉破坏,但对煤岩体结构面剪切滑移破坏的控制效果较差;⑤在裂隙岩体加固中,全长黏结型对拉锚杆、锚索的轴力呈"中间高,两边低"分布,易在裂隙位置破断,应注重提高杆、索体的强度。

论文目录

• 1 对拉锚杆、锚索模拟方法及其验证
• 2 对拉锚杆、锚索轴向承载特性分析
•   2.1 对拉锚杆拉伸模拟
•   2.2 对拉锚索拉伸模拟
• 3 对拉锚杆、锚索切向承载特性分析
•   3.1 对拉锚杆的切向承载特性
•   3.2 对拉锚索的切向承载特性
• 4 对拉锚杆、锚索加固效果分析
•   4.1 对结构面剪切滑移的加固效果
•   4.2 对结构面张拉破坏的加固效果
• 5 对拉锚杆、锚索适用性的讨论
• 6 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王晓卿

关键词: 对拉锚杆,锚索,数值模拟,承载特性,剪切滑移,张拉破坏,加固效果

来源: 煤炭学报 2019年S2期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 天地科技股份有限公司开采设计事业部,煤炭科学研究总院开采研究分院,煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验

基金: 国家自然科学基金资助项目(51904153,51774185),天地科技股份有限公司开采设计事业部资助项目(KJ-2019-TDKCQN-06)

分类号: TD353

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2019.0919

页码: 430-438

总页数: 9

文件大小: 3793K

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