高预紧力全长锚固锚杆工况监测

 通过对常用的测力锚杆改进,开发出了能够监测高预紧力全长锚固锚杆受力状况的CM-200Ⅰ型测力锚杆,并进行了实验室标定。同时开发出适用于测力锚杆施加扭矩的扭矩套筒,更好的实现了对高预应力全长锚固锚杆的实际工况监测。将改进后测力锚杆应用于井下,通过监测结果知高预紧力全长锚固锚杆的载荷在施加预紧力后沿杆体均匀分布,围岩变形后,在距锚杆尾部500mm处出现中性点,此处轴力最大,剪应力为零。并且根据巷道表面位移监测结果知高预紧力全长锚固锚杆有效的控制了顶板的变形,充分发挥了锚杆的支护性能     

锚固岩体中锚杆预紧力的作用

运用岩土塑性力学、材料力学等基本知识，对锚杆支护中预紧力作用作了论述，揭示了锚杆与锚固岩体的相互作用机理。指出锚杆支护中合理的预紧力可以提高锚固岩体的抗剪力和抗拉能力，改善其力学性能，从而有利于保持巷道围岩的稳定。     

锚固岩体中锚杆预紧力的作用

运用岩土塑性力学、材料力学等基本知识,对锚杆支护中预紧力作用作了论述,揭示了锚杆与锚固岩体的相互作用机理。指出锚杆支护中合理的预紧力可以提高锚固岩体的抗剪力和抗拉能力,改善其力学性能,从而有利于保持巷道围岩的稳定。     

点锚预应力锚杆锚固端型式与锚固力关系

通过对点锚预应力锚杆锚固端型式与锚固力关系的试验分析,表明了锚杆杆体锚固端型式与锚固力大小有着较大影响,交叉糖葫芦状锚固端型式锚杆具有较好的使用及推广价值。     

张拉预紧式锚杆支护系统高能强化锚固机理研究

目前传统转矩式锚杆预紧力损失大、锚杆主动性利用率较低,难以满足深部复杂困难巷道的支护要求,因此提出了张拉式高预紧锚杆支护技术,开发了张拉预紧式锚杆锁具及相关构件,并对系统在实验室进行了锚杆拉伸试验,结果表明:在锚具锥度为6°时,整个锚杆拉伸过程直至锚杆破断后锁具都可实现自锁,锚杆破断时,锁具总后退距离平均为3.3 mm,验证了锁具系统的安全性、匹配性及稳定性。而后采用数值模拟的方法建立了巷道锚固分离体模型,对比了低、高预紧力下锚固体的变形破坏特征与能量演化机制,最终得出高预紧力锚杆比低预紧力锚杆更能提高锚固体强度,减小锚固体受载变形的破坏程度,高预紧力产生的高储能可有效提高锚固体破坏峰值,减小破坏时的总耗散能,有效提高锚固体峰后残余能量。基于理论分析结果,在王庄煤矿91采区运输大巷进行了张拉预紧式锚杆与普通转矩式锚杆的对比试验,据矿压监测结果显示采用张拉预紧式锚杆的巷道段两帮最大移近量减少了32.6%,证明了提高预紧力构建高储能锚固支护体系可以有效减小巷道变形。     

玻璃钢锚杆预紧力影响因素研究

玻璃钢锚杆因其耐腐蚀性、高强度等优点被广泛应用,同时预紧力是影响玻璃钢锚杆锚固性的重要原因.根据锚杆支护原理和玻璃钢现场锚固实践,通过理论分析和实验的方法分析玻璃钢锚杆预紧力的相关影响因素,再针对影响玻璃钢锚杆预紧力的因素进行不同的预紧力试验与数据的分析.研究结果表明,在影响玻璃钢锚杆预紧力的因素中,扭矩施加的强度和扭...     

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。     

锚杆预紧力对支护围岩的重要作用

论述了邢东矿井在深井大地压锚杆支护施工中，加大锚杆预紧力，对加固围岩起到的重要作用，试验得出了螺母扭矩与锚杆拉力的关系及影响因素，提出锚杆预紧力不应小于杆体强度的１／２。     

预应力锚杆锚固段应力分布规律及分析

为揭示预应力锚固机理及优化围岩支护参数,基于前人对锚固力的研究,对锚杆—围岩系统进行理论分析,得出弹性状态下围岩体内剪应力及压应力分布表达式,借助Matlab数值计算软件,计算不同锚固方式、围岩性质、锚杆直径及预紧力下预应力在杆体及围岩中的分布情况。结果表明:不同锚固方式下,预应力分布形式基本相同,作用范围不同,加长锚固方式可增大预应力的作用范围;预应力锚固在软岩中的效果较硬岩好;增加锚杆直径可以改善黏锚力在围岩中的扩散效果;增加预紧力无法改变锚固段预应力扩散范围,但可以提高其应力峰值,同时可提高孔口附近围岩的压应力,对表层围岩应力状态的改善效果较好。     

预紧力锚杆协同锚固作用试验研究

为了研究预紧力锚杆锚固时所产生的协同作用,在实验室条件下制作了一组模型试件。在不同预紧力作用下,测试分析单根、两根和多根锚杆在锚固体内不同测点所产生的应力值及应力场分布特征,证明了协同作用在锚固体中的客观存在,并提出协同增量的概念和计算公式,以此建立协同作用的评价方法。研究表明,随着锚杆预紧力增大,在锚固体内不同位置所产生的应力值随之变大;单根锚杆作用时锚固体内不会产生协同作用,应力场分布呈现线性衰减;而2根、多根锚杆共同作用时,在锚固体某一范围内产生协同作用,其协同增量大于零,应力场分布呈现出非线性衰减。协同锚固作用能够有效改善锚固体的应力状态,显著提高其强度、刚度、承载能力和抗变形能力。     

预紧力作用下锚固体的形成特征及影响因素分析

为了提高深部复杂条件巷道围岩锚固体的稳定性,采用数值模拟的方法研究了预紧力锚杆作用下锚固体的形成特征及影响因素。根据研究成果和李雅庄矿地质条件,提出高强预紧力锚杆(索)+W钢护板+锚网组合支护方案,矿压监测表明巷道支护效果明显。     

基于FLAC~(3D)对预应力锚索最优锚固角的分析

预应力锚索在边坡工程中的运用非常广泛,锚固角度的选择直接关系到边坡的整体稳定性。结合了"垂直论"、"平行论"和"最优论",通过有限元数值模拟的方法,从锚固力、安全系数和经济因素等方面,进行了综合分析和论证,提出了实际最优锚固角的概念,比理论最优锚固角值更加切合实际。     

拉力型岩石锚杆临界锚固长度的试验研究

按照临界锚固长度理论,通过在低、中和高3种强度混凝土中不同长度锚杆的拉拔试验,研究了岩石中拉力型锚杆临界锚固长度的试验条件和方法,并且与其他研究成果相结合,进一步分析了临界锚固长度的试验和判别方法。此次试验结果表明:峰值应力转移、零值剪应力转移大体是同时发生的,此时峰值和零值点间的空间距离就是临界锚固长度。拉力型岩石锚杆临界锚固长度是普遍存在的,而且在试验条件都一致时,可以按照本文的试验方法测得相同的临界锚固长度安全值,并且采用此值为依据进行工程设计是科学合理的。     

深部巷道围岩热-固耦合分析及数值模拟

为了研究深部巷道围岩温度场、应力场的分布规律及其耦合作用,基于理论分析,得出热应力影响下巷道围岩应力场的解析解,并通过数值模拟和现场监测研究了热应力对围岩稳定性的影响。研究表明:围岩温度分布呈非线性变化,表层温度梯度大,围岩深部温度梯度小,且热应力与温度梯度呈正比;随着巷内温度与原岩温度差值的增大,围岩塑性区、应力场、位移场都有不同程度的增大;巷内温度在风流作用下,温度不断地变化,形成的热应力作为附加应力会对深部巷道围岩应力场施加变化的作用力,易使巷道围岩发生挠动失稳。     

软岩巷道棚索耦合支护围岩控制机理分析

根据裴沟煤矿42采区泵房围岩地质特点及围岩破坏特征,分析了原有U型钢棚支护存在的问题,运用数值模拟软件FLAC对比分析了3种支护形式下围岩变形特征,提出在当前地质条件下应采用U型钢棚锚索耦合支护技术方案.该方案的实施,取得了良好的应用效果.     

预应力锚索锚固力监测点经济高效布设方法研究

预应力锚索锚固力监测点合理布设是提高边坡稳定性监测可靠性的重要手段,在确保边坡稳定安全的同时,可最大程度上节省工程监测成本。现阶段预应力锚索锚固力监测点布设方案设计多依赖工程经验,具有很强的盲目性并且监测成本较大,尤其对于大型高陡边坡,由于挖方量和边坡加固工程量巨大,如何实现高陡边坡预应力锚索锚固力监测点经济高效布设,保证边坡安全高效监测是目前亟需解决的问题。以广东省江门市迎宾西路某高边坡为研究背景,通过研究锚索的群锚效应和锚索失效后的影响范围,确定了监测点之间的合理布设间距。构建了边坡三维模型,通过数值计算,模拟高边坡开挖全过程,由数值计算结果分析边坡开挖过程中变形失稳的潜在危险区域,进行监测点选择型布设。通过上述方法,实现了该段高陡路堑边坡预应力锚索锚固力监测点的经济高效布设。研究表明：基于群锚效应与三维数值模拟方法,提出的预应力锚索合理布设间距与开挖过程中潜在危险区域重点监测相结合的综合布设优化方案,可合理利用材料和空间、大幅节省监测成本,实现边坡的经济、高效监测。研究成果为高陡路堑边坡稳定性监测点合理布设提供了一种新的思路。     

预应力锚索锚固力监测点经济高效布设方法研究

预应力锚索锚固力监测点合理布设是提高边坡稳定性监测可靠性的重要手段,在确保边坡稳定安全的同时,可最大程度上节省工程监测成本。现阶段预应力锚索锚固力监测点布设方案设计多依赖工程经验,具有很强的盲目性并且监测成本较大,尤其对于大型高陡边坡,由于挖方量和边坡加固工程量巨大,如何实现高陡边坡预应力锚索锚固力监测点经济高效布设,保证边坡安全高效监测是目前亟需解决的问题。以广东省江门市迎宾西路某高边坡为研究背景,通过研究锚索的群锚效应和锚索失效后的影响范围,确定了监测点之间的合理布设间距。构建了边坡三维模型,通过数值计算,模拟高边坡开挖全过程,由数值计算结果分析边坡开挖过程中变形失稳的潜在危险区域,进行监测点选择型布设。通过上述方法,实现了该段高陡路堑边坡预应力锚索锚固力监测点的经济高效布设。研究表明：基于群锚效应与三维数值模拟方法,提出的预应力锚索合理布设间距与开挖过程中潜在危险区域重点监测相结合的综合布设优化方案,可合理利用材料和空间、大幅节省监测成本,实现边坡的经济、高效监测。研究成果为高陡路堑边坡稳定性监测点合理布设提供了一种新的思路。     

大松动圈围岩巷道变形及支护受力分析

为控制大松动圈条件下的巷道变形,根据现场实际地质条件及设计经验,采取锚杆+锚索复合支护形式及合理的支护参数。通过后期对回风巷围岩变形数据进行统计分析可知:13230工作面回风巷巷道顶底板的位移量最大为100mm,巷道两帮围岩位移量最大为127mm,围岩变形量较小,且影响较大的范围在距离工作面40m以内,巷道变形量小。     

基于离散元的下山围岩稳定性锚注支护效果分析

某矿所采煤层直接顶为砂质泥岩,直接底为炭质泥岩,直接顶底板强度很低,为极不稳定岩层,严重影响巷道安全施工和正常使用。运用离散单元法探讨了锚杆支护和锚注支护围岩的作用机理,通过离散元软件UDEC对这2种支护方式进行数值模拟,深入系统地研究了锚杆支护和锚注加固后围岩的力学特征、位移特征和破坏特征,对比分析了锚杆支护和锚注加固对下山围岩稳定性的影响,从而为下山围岩的合理支护提供了参考依据。     

软岩巷道预应力锚注支护技术研究与应用

针对软岩巷道支护困难的问题,根据预应力锚杆支护和锚注支护理论,提出应用预应力锚注支护技术控制软岩巷道的方法;运用数值模拟方法对无支护巷道、锚注支护巷道和预应力锚注支护巷道的控制效果进行对比,得出预应力锚注支护对软岩巷道的控制效果明显优于其他2种支护方式。