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煤炭学报 2016年第6期41卷 1407-1415页

作者：张哲诚张向东刘源浩李庆文辽宁工程技术大学土木与交通学院辽宁阜新123000

由于采动荷载和爆破荷载对已有支护锚杆产生影响,因此迫切需要研究锚杆在动荷载作用下的微观力学特性及黏结性变化。从工程实际出发,现场监测锚杆工作状态下轴力变化和爆破荷载作用下锚杆周边围岩振动信息,并开展探索性室内试验。通过... 详细信息

由于采动荷载和爆破荷载对已有支护锚杆产生影响,因此迫切需要研究锚杆在动荷载作用下的微观力学特性及黏结性变化。从工程实际出发,现场监测锚杆工作状态下轴力变化和爆破荷载作用下锚杆周边围岩振动信息,并开展探索性室内试验。通过室内试验获得锚杆在轴向荷载作用下横向固有频率振动后的振动强度与工作龄期耦合作用下锚杆黏结性衰减规律的拟合计算式。研制了横向简谐荷载作用下端锚黏结式锚杆模型试验装置,采用均匀设计方法,考虑锚杆长度和锚杆直径两个影响因素,通过动态监测系统获得了横向简谐荷载作用下锚杆应力沿锚杆长度的分布规律、锚杆应力分布与拉拔力的关系,以及剪切应力与位移的关系。最终采用大型有限差分软件FLAC3D,建立了锚杆与围岩相互作用的力学模型。

关键词：横向简谐荷载锚杆固有频率黏结性衰减极限锚固力

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横向简谐荷载作用下端锚粘结式锚杆粘结受力特性试验研究

横向简谐荷载作用下端锚粘结式锚杆粘结受力特性试验研究

引用

作者：文源浩辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

目前锚杆已广泛应用于煤矿支护工程中,由于采动荷载和爆破荷载对已有支护锚杆产生影响,因此迫切需要研究锚杆在动荷载作用下的微观力学特性及粘结性变化。本文从工程实际出发,现场监测锚杆工作状态下轴力变化和爆破荷载过程中锚杆周边... 详细信息

目前锚杆已广泛应用于煤矿支护工程中,由于采动荷载和爆破荷载对已有支护锚杆产生影响,因此迫切需要研究锚杆在动荷载作用下的微观力学特性及粘结性变化。本文从工程实际出发,现场监测锚杆工作状态下轴力变化和爆破荷载过程中锚杆周边围岩振动信息,并开展探索性室内试验辅以数值仿真分析。工程监测结果表明,锚杆轴力随着龄期逐渐增加后基本稳定,稳定后锚杆轴向受力约为设计锚固力的三分之一。爆破荷载作用下锚杆周边围岩三向均有振动迹象。室内试验研究结果表明,锚杆在工作状态下受到振动频率为40Hz的横向简谐荷载作用时锚杆粘结性衰减最快;同时得到40Hz20s横向振动荷载作用下锚杆粘结力变化率、振动强度和时间三者关系式,可对不同龄期不同振动荷载对粘结力产生影响进行预测。振动强度与养护龄期两个因素对新装锚杆粘结性衰减均产生影响,其中养护龄期的敏感性强于振动强度的敏感性。通过横向简谐荷载振动作用下拉拔试验可知,端锚粘结式锚杆的剪应力分布具有可传递性,锚杆的剪切应力峰值出现在锚杆锚固段的四分之一和四分之三处。对锚杆体的直径和长度进行敏感性分析,可得到锚杆长度敏感性强于锚杆尺寸敏感性。运用FLAC3D模拟软件采用室内试验参数进行模拟,其结果与室内试验结果基本吻合,同时得到拉拔破坏过程中塑性区的发展情况。

关键词：横向简谐荷载锚杆固有频率粘结性衰减均匀试验设计极限锚固力

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