不同边界约束对锚杆锚固段承载特征的影响北大核心

为研究不同边界约束对锚杆锚固段承载特征的影响,在锚杆张拉预紧、锚杆-围岩协调变形承载状态受力分析基础上,采用数值计算方法开展相关研究。结果表明:不同边界约束锚杆轴力沿锚固长度均呈递减分布,有侧向约束锚杆轴力衰减速度较快;顶端固定侧向约束锚杆轴力在锚固长度1/2处递减明显变缓且接近0;底端固定侧向约束锚杆轴力在锚固始端5 cm内递减缓慢,随后呈幂函数递减;顶端固定侧向约束锚杆-锚固剂界面剪应力在锚固外端2 cm处出现峰值,但底端固定侧向约束剪应力峰值位于锚深9~10 cm处;顶端固定侧向约束锚固剂-围岩界面剪应力峰值位于锚固外端口,而底端固定侧向约束时剪应力峰值位于锚深8 cm处;不同边界约束两界面剪应力峰值大小和位置不同,是影响锚固失效模式的重要影响因素。     

树脂锚杆不同锚固长度锚固段受力特征试验研究

树脂锚固技术已在水利水电、矿山井巷、隧道和边坡等加固工程中得到广泛应用,其中树脂锚杆锚固段受力特征一直是研究的重点问题之一。基于伺服液压控制卧式锚杆拉拔试验平台,研究螺纹钢锚杆不同锚固长度条件下锚固段剪应力和轴力沿锚固底部方向的变化规律。试验结果表明:随着锚固长度增加,锚固界面发生破坏的阈值变大,锚固段内对于外载荷的响应范围增加,峰值剪应力增大;400 mm和600 mm、800 mm和1 000 mm、1 200 mm和1 400 mm锚固长度锚杆的锚固界面发生破坏的阈值分别大于60,90,120 kN;随着荷载增加,不同锚固长度锚杆峰值剪应力位置由起始位置逐渐向锚固段底部转移;锚固长度400 mm锚杆剪应力峰值距锚固端头120mm,其他锚杆长度锚杆剪应力峰值距锚固端头240 mm。剪应力主要集中在距锚固起始位置0～600mm范围;峰值轴力与锚固长度大小无关;增加锚固长度能够提高锚固体承载能力。     

巷道锚固体内离层对树脂锚杆承载特性影响分析

针对回采巷道锚固体内出现的离层现象，基于荷载传递规律、界面剪切滑移模型和锚固体离层面两侧轴力及剪应力布等研究成果，研究了锚固体上任意处发生离层前后不同锚固方式树脂锚杆的承载特性。结果表明：受锚固方式、锚杆预紧力和锚固体离层的影响，锚杆承载特性呈明显的不均匀分布特征。离层发生前，尽管端头锚固、加长锚固和全长锚固锚杆的界面剪应力和锚杆极限承载力峰值相同，但其界面剪应力和锚杆极限承载力分布形态各异。离层发生时，三种锚固方式锚杆不仅界面剪应力和锚杆极限承载力分布形态都发生了明显变化，而且其界面剪应力和锚杆极限承载力峰值也各不相同。全长预应力锚固锚杆承载特性要优于端头、加长锚固和全长锚固锚杆，对围岩变形和离层有更好的约束和抑制作用，在容易发生围岩离层的回采巷道应优先采用全长预应力锚固锚杆。     

树脂锚杆锚固性能及影响因素分析

采用理论分析、实验室试验、数值模拟及井下实测相结合的方法对树脂锚杆锚固性能及影响因素进行研究。理论分析了锚杆在拉拔与全长锚固状态下的应力分布特征;在实验室进行了不同形状锚杆、不同钻孔直径下锚杆拉拔力试验,得出了锚杆形状、孔径差对锚杆拉拔力的影响程度;测试了不同模拟钻孔温度、淋水量下锚杆的拉拔力,得出了温度、淋水量与锚杆拉拔力之间的关系。采用有限差分数值模拟软件FLAC3D,计算了不同杆体形状、孔径差、居中度及不同围岩强度下锚固剂、围岩中的剪应力大小,分析了诸因素对剪应力分布的影响,得出了不同条件下剪应力分布特征。在平庄风水沟煤矿井下进行了软岩可锚性试验,实测了软岩不同含水状态下锚杆、锚索拉拔力。最后,提出改进树脂锚杆锚固性能、提高锚固力的建议。     

基于围岩变形的预应力锚杆受力特征分析 及锚固机理

在实际围岩变形条件下对预应力锚杆应力分布进行分析,建立了预应力锚杆-围岩相互作用模型,得到预应力锚杆轴力、剪应力分布解析式,进而获得锚杆应力分布曲线。结果表明:影响锚杆轴力、剪应力分布的因素有预紧力、围岩性质、锚杆及锚固剂参数;在未发生滑移的情况下,自由段所受轴力为定值,锚固段所受轴力沿锚杆长度方向减小至0;而锚杆自由段所受剪应力几乎为0,在锚固段始端剪应力急剧增大至最大值再沿锚杆长度方向衰减至0;在发生滑移的情况下,需对锚固段轴力进行修正,得到锚杆应力分布规律。     

螺纹钢锚杆锚固岩石拉拔试验过程精细化数值模拟研究北大核心

为研究螺纹钢锚杆拉拔界面力学特性及锚固结构拉拔破坏过程,在锚杆拉伸试验及数值模拟的基础上,采用有限元软件ABAQUS建立螺纹钢锚杆拉拔对称平面模型,基于界面黏结损伤模型,对螺纹钢锚杆拉拔失效全过程进行模拟。结果表明:数值模拟可还原真实螺纹钢锚杆的拉伸断裂过程,与圆钢材料拉伸断裂特征不同,螺纹钢锚杆拉伸断裂方位与肋倾角平行;不同肋间距锚杆的载荷-位移曲线说明,肋间距越小,锚固承载性能越好;锚杆横肋的存在可提高黏结接触面积,增大机械咬合力;随着拉拔载荷增加,岩体呈漏斗状由锚固前端向锚固后端逐渐破坏,界面损伤及剪应力峰值逐渐向锚固段深部移动;锚杆、岩体及界面损伤会造成锚杆拉拔载荷-位移曲线波动,损伤越剧烈,波动越明显。     

基于围岩变形的全长粘结型锚杆受力特征研究王明阳 侯克鹏 熊昊 孙华芬

为研究围岩变形与锚杆相互作用关系,基于围岩变形推导出仅由围岩变形引起的巷道全长粘结型锚杆界面剪应力解析式,通过解析式分析锚杆界面剪应力影响因素,根据中性点理论,将锚杆分为两段,中性点前和中性点之后,将围岩变形以及引起围岩变形的内力以应变能的形式代入,求出锚杆中性点前剪应力解析式,基于中性点理论求出锚杆中性点后锚杆界面剪应力解析式,从而得到锚杆整个界面剪应力及轴力表达式。研究结果表明：(1)通过锚杆界面应力解析式得到影响全长粘结型锚杆界面剪应力的因素有锚杆和锚固剂直径、弹性模量和围岩测压系数;(2)水平地应力是影响围岩变形的主要因素,相关研究成果可以为锚杆支护设计提供一种理论依据。     

隧道围岩中全长粘结式锚杆受力的非线性分析

为分析隧道围岩中全长粘结式锚杆锚固界面剪切作用的非线性特性及其受力特性,建立了锚固界面剪应力与剪切位移的双曲正切函数模型,推导了围岩变形作用下全长粘结式锚杆的荷载传递方程,采用有限差分方法和Newton迭代公式建立了锚杆受力特性计算方法,并采用典型隧道工程锚杆试验实测结果进行了验证。在此基础上,分析了围岩变形作用下全长粘结式锚杆的轴力和界面剪应力分布特征,探讨了锚杆长度、界面剪切强度和初始剪切刚度、围岩位移释放系数等因素对锚杆受力的影响。研究结果表明：①双曲正切函数模型采用单一函数曲线刻画了界面剪应力与剪切位移的非线性关系及锚固界面剪切刚度演变规律,可有效描述隧道围岩中全长粘结式锚杆的受力特性;②锚杆锚固力随着锚固长度的增加而逐渐增大,但其锚固长度存在临界值;超过临界值后,锚杆锚固力基本不变;③随着界面剪切强度和刚度的增加,锚杆锚固力逐渐增大,中性点位置移向临空面一侧,界面剪应力向临空面和锚杆末端聚集;④围岩位移释放系数越小,锚杆支护后所提供的锚固力越大。实际工程中,宜根据围岩稳定状态及所需锚固力大小,合理确定锚杆支护时机和长度。     

基于围岩变形的全长粘结型锚杆受力特征研究

为研究围岩变形与锚杆相互作用关系,基于围岩变形推导出仅由围岩变形引起的巷道全长粘结型锚杆界面剪应力解析式,通过解析式分析锚杆界面剪应力影响因素,根据中性点理论,将锚杆分为两段,中性点前和中性点之后,将围岩变形以及引起围岩变形的内力以应变能的形式代入,求出锚杆中性点前剪应力解析式,基于中性点理论求出锚杆中性点后锚杆界面剪应力解析式,从而得到锚杆整个界面剪应力及轴力表达式。研究表明:1)通过锚杆界面应力解析式得到影响全长粘结型锚杆界面剪应力的因素有锚杆和锚固剂直径、弹性模量和围岩测压系数;2)水平地应力是影响围岩变形的主要因素,相关研究成果可以为锚杆支护设计提供一种理论依据。     

温度对树脂锚杆锚固性能影响研究

为了分析在靠近自燃发火区的巷道进行锚杆支护时,树脂锚杆锚固力降低的现象,采用实验室试验和数值模拟相结合的方法进行了温度对树脂锚杆锚固性能的影响研究。不同温度下树脂锚杆拉拔试验结果表明:温度对树脂锚杆锚固性能影响比较大,温度为25℃时树脂锚杆锚固力最大,随着模拟钻孔温度的升高,树脂锚杆锚固力呈现明显递减规律;运用FLAC3D有限差分程序对单根锚杆支护小范围锚固系统的数值模拟结果表明:岩体应力场与温度场之间存在一定程度上的耦合作用,在相同外载荷作用下,热源温度不同,岩体应力分布状态也不同。在上述研究基础上,指出温度变化对岩体物理力学性质以及树脂锚固剂固化反应过程都会产生一定的影响,并提出了不同温度环境下保证锚杆支护效果的技术途径。     

海泡石表面电性研究

海泡石的表面电性对加工及开发应用有很大的影响 ,因此有必要对海泡石的表面电性进行研究。本文考察了纤维状及土状海泡石原料的 ζ电位 ,以及悬浮液酸度、分散剂种类、不同加工方法、阳离子活性剂用量等因素对ζ电位的影响 ,并探讨了其原因     

资源产权制度反思

分析了产权的制度功能及其与资源环境问题的相互关系，认为要解决我国资源利用低效及相关环境问题，必须进行产权结构的调整，即建立以重要资源国家所有为基础的，包括一定范围资源个人所有在内的多元资源产权体系。     

含砂低液限粉土的压实特性研究

通过级配分析、击实试验，分析了含砂低液限粉土的物理力学特性和压实特性。认为现行以压实度为指标的压实控制标准的不完备，是引起公路病害的主要原因之一。为了解决这一问题，引入空气体积率作为粉土压实的辅助控制标准，并建议提高现行路堤的压实度控制标准。     

房产面积量算方法

介绍房产面积量算的实用方法,对不同方法面积量算精度进行了比较,提出了计算机辅助房屋共有面积计算的具体方法,并指出必须严格控制房屋面积量算误差才能提高房产面积量算的准确性。     

提高采煤机滚筒综合性能的研究

滚筒的截割能力、装煤能力、块煤率是评价采煤机滚筒性能的主要标准,影响采煤机滚筒性能的参数:截割功率、滚筒直径、滚筒转速、滚筒的截齿数、叶片螺旋角、叶片头数。通过分析这些参数与截割能力、装煤能力、块煤率之间的关系,综合考虑这些因素,合理优化滚筒参数,是设计高性能滚筒的保证。     

颗粒凹凸棒石土粘土干燥剂的性能研究

通过加入某种添加剂能显著改善凹凸棒石粘土的吸湿性能,当添加剂的加入量达15%时,其在不同湿度下的吸湿率均高于常用干燥剂变色硅胶,且添加剂无毒、无污染,价格便宜,可作为生产凹凸棒石粘土干燥剂的添加剂使用.本文对含添加剂15%的颗粒凹凸棒石粘土干燥剂进行实验,获得了颗粒大小、烧结温度对吸湿量及颗粒强度的影响,并通过加入粘结剂的方法,保证了颗粒凹凸棒石粘土干燥剂吸湿后的强度.     

锌合金切削性能的研究

对自行配制的6种不同成分的锌合金铸锭进行了切削性能试验。结果表明, 少量的合金元素对提高锌的切削性能作用不明显; 加入5%以上的Cu、Mg、Al、Fe等合金元素可明显提高锌合金的硬度, 并使其切削性能得到一定改善; 加入适量的稀土元素可明显改善锌合金的切削加工性能。     

扭曲叶片涡轮水力性能研究

国内的涡轮钻具通常采用直叶片涡轮。针对准178 mm高速涡轮钻具,用UG软件建立一种扭曲叶片涡轮,采用和直叶片涡轮相同的型线(Bezier曲线)。通过数值模拟方法对比了扭曲叶片涡轮和直叶片涡轮的水力性能,并对扭曲叶片涡轮的内流场进行了分析。同时通过台架实验得出了涡轮的水力性能,并验证了CFD数值模拟结果的正确性。扭曲叶片涡轮和具有相同型线的直叶片涡轮相比,输出扭矩基本不变,最优工况点压耗降低了12.5%,水力效率提高了11.7%。扭曲叶片涡轮的水力性能更优,工况适应能力更强,对涡轮钻具综合性能的提升提供了一种途径。     

钢筋网力学性能试验分析

为了解决金属网的选择及网片间的连接形式等方面随意性比较大的问题,采用数理统计方法分析金属网直径对折断次数的影响,并采用万能机对钢筋网单元进行试验。研究表明:弯曲是影响钢筋承载能力的重要因素;钢筋网的强度利用率比较低,网片间的连接强度是影响支护效果的主要因素,得出了改善金属网的力学性能及网片间的连接方式是提高支护效果有效措施之一的结论。     

双鸭山盆地含煤性及煤质特征

简要介绍了双鸭山盆地的煤系特征、主要煤层分布、煤岩煤质特征,以及煤变质作用和煤种的分布,阐述了双鸭山盆地的含煤性和煤质特征。