树脂锚杆轴力分布与围岩强度的影响分析

树脂锚杆在我国煤矿巷道支护以及各类工程中都有广泛的应用,主要用于岩石岩土中的锚固支护。为研究不同围岩环境对树脂锚杆锚固性能的影响,利用非线性有限差分数值模拟软件Flac3D建立锚杆拉拔实验模型,分析不同围岩强度下树脂锚杆轴向位移和轴向应力分布的变化,结果表明:高围岩强度下的锚杆锚固段轴向应力相对增大,整体轴向位移降低,孔口处轴向位移相对较小,而低围岩强度下的轴向应力基本呈线性分布。不同围岩强度条件下的锚固剂剪应力变化趋势基本相同,距孔口约200mm处的锚固剂剪应力分布曲线发生交汇,距孔口0～200mm的坚硬强度围岩最大锚固剂剪应力较大,大于200mm则软岩强度较大,根据结果提出了增强树脂锚杆拉拔性能的意见。     

不同服务期煤矿巷道锚杆的受力特征

利用锚杆无损检测技术对3个矿区不同服务期的回采巷道锚杆进行轴力检测,获得了锚杆轴力的变化特征以及锚杆受力的统计规律,结果表明:不同矿区回采巷道锚杆受力的变化规律基本一致,在巷道掘进期,锚杆轴力迅速增大,在距离巷道掘进面一定距离后增加幅度逐渐减缓;当巷道变形进入稳定期后,锚杆的轴力呈增加的趋势但变化幅度不大;在工作面回采期,锚杆轴力普遍较大,且随工作面的推进,锚杆轴力变化显著,最大受力超过10t.锚杆的轴力变化与巷道围岩中的应力调整是相对应的,锚杆的受力状态和变化趋势可反映巷道围岩的变形和稳定状态,不同时期锚杆受力演化规律可为锚杆支护设计和参数优化提供依据.     

锚杆-围岩结构的耦合振动和减振

锚杆支护是隧道施工中常见的支护手段,而随着施工工况日趋复杂,锚杆与围岩的组合结构也承受着各类动力荷载的影响。针对隧道中单根锚杆的受力特性有较多研究,而对于锚杆和围岩组合体的动力特性研究较少。对锚杆-围岩结构进行整体分析,简化出一种巷道顶板锚杆支护模型,结合动力学双梁理论,建立并求解出模型动力学方程;运用MATLAB软件进行数值模拟,研究不同支护参数下结构的自振特性以及在外荷载作用下的动力响应,提出减振措施;利用有限元软件GTS NX建立二维模型,验证支护体系的安全性。结果表明：锚杆-围岩结构的动力特性与锚固段长度、锚杆间距和锚杆直径有关。在所建模型中,随着锚固段长度与锚杆间距的适当增加,结构动力响应明显减弱;随着锚杆直径的变化,结构动力特性的变化情况较复杂,结构不同部位的动力响应变化趋势差别较大。     

Y岔圆形调压井洞室围岩稳定和锚杆支护分析

采用三维非线性有限元弹塑性损伤力学对琅琊山地下电站的Y岔圆形调压井的洞室围岩进行了分析计算,对各种工况下的围岩稳定和支护参数的合理性进行了评述.根据岩体损伤开裂后的应力应变关系,提出了变损伤刚度迭代计算方法,有效地反应了岩体损伤开裂后的围岩破坏特性;采用隐式锚杆柱单元模拟锚杆的支护效应,合理地反应了洞室开挖过程中的锚杆支护受力特性.通过对地下Y岔圆形调压井洞室围岩稳定分析计算,论证了该方法的可行性与合理性,为同类地下工程问题演示了一套完整的分析计算方法.     

全长粘结式预应力锚杆受力分析

全长粘结式树脂锚杆对巷道围岩具有较好的控制效果,尤其在松软破碎条件下,因为树脂不仅将锚杆与钻孔壁有效地粘结在一起,而且还能对围岩起到一定的加固作用．由于树脂的快速粘结的特点,为预应力的施加提供了方便,从而使锚杆体系能够主动地抑制巷道围岩的早期变形,使其在高初撑力约束下低速流变．由于分析了有预应力时全长粘结式锚杆所受剪力和轴力的变化情况,结果表明预应力在改善锚杆受力的同时使锚固强度得到提高．     

全长粘结式灌浆锚杆锈胀机制研究

针对埋设在地下特殊环境条件下全长粘结式灌浆锚杆存在因锈胀致裂,导致结构失效的实际情况,以弹性理论为基础,根据锚杆、灌浆材料以及围岩体三者之间变形协调关系、荷载平衡条件,研究了锚杆锈胀导致灌浆或岩体开裂,进而加速锚杆锈蚀破坏的机制问题,讨论了锚杆锈胀量、灌浆材料特性、保护层厚度以及围岩体力学性质对锚杆锈胀力的影响。结果表明:锚杆锈胀力随着钢筋锈蚀率的增加而增加,随钢筋保护层厚度的增加而减少;砂浆与围岩体之间的锈胀力随砂浆强度、围岩强度的增加而增加,钢筋与砂浆之间的锈胀力随围岩强度的增加而增加,随砂浆强度的增加而降低。     

基于连续梁的薄层复合顶板锚杆受力分析

为研究煤矿薄层复合顶板锚网支护条件下锚杆受力问题,采用理论分析、数值模拟和现场观测方法,利用巷道顶板锚固岩层的三铰拱结构和锚杆连续梁力学分析模型,对锚杆受力和托顶煤回采巷道稳定性进行研究。结果表明：锚杆内的拉应力、剪应力和挠度均发生在顶板最下部的软岩段,深部挠度较小;弯曲变形引起的应力大于轴向直接拉伸引起的应力,弯曲变形量大于轴向拉伸变形量;除整体下沉外,巷道顶板锚固体内部不均匀断裂变形会给锚杆施加较大的弯曲载荷;选取刚度较大锚杆、强力护表构件和强力锚索,能够减小三铰拱结构的断裂角和下沉量。针对鹤煤公司九矿3204孤岛工作面托顶煤回采巷道,采用高强锚杆、加密锚索主动耦合支护,配合双层塑编网护表防漏冒,局部地段采用单体液压支柱加强支护方法,有效控制薄层复合锚固顶板的下沉,减轻锚杆（索）的弯曲变形和破断,围岩得到了有效控制。     

岩锚吊车梁轮压作用下的三维稳定性分析

应用FLAC3D软件,结合实际工程,考虑混凝土、围岩和锚杆3者变形对岩锚吊车梁受力状况的影响,计算分析了岩锚吊车梁及附近围岩在运行期轮压作用下的工作性态和稳定性,分析了岩锚吊车梁锚杆的受力情况以及吊车梁与岩壁接触面的稳定性,论证了三维有限差分方法用于研究水电站地下厂房岩锚吊车梁的合理性.     

岩锚吊车梁轮压作用下的三维稳定性分析

应用FLAC^30软件,结合实际工程,考虑混凝土、围岩和锚杆3者变形对岩锚吊车梁受力状况的影响,计算分析了岩锚吊车梁及附近围岩在运行期轮压作用下的工作性态和稳定性,分析了岩锚吊车梁锚杆的受力情况以及吊车梁与岩壁接触面的稳定性,论证了三维有限差分方法用于研究水电站地下厂房岩锚吊车梁的合理性．     

黄土隧道系统锚杆受力特性及长度优化分析

简要推导了Mindlin位移的黄土隧道系统锚杆轴力分布的理论解和弹塑性均质土体条件下围岩塑性区半径的理论解.以现场试验结果为依据,从拉拔力作用下系统锚杆的受力特性和锚喷支护中系统锚杆中性点的轴力两个角度出发,分析了黄土隧道中系统锚杆的受力特性及长度优化问题.     

锚杆锚固质量动测法底端反射显现规律的实验研究

运用应力波反射法，通过分段截取，在自制的模拟试件上进行了大量实验研究，找出了锚杆的底端反射的出现与锚杆的自由端长度，锚固段长度，波长之间的关系。     

非连续岩体中锚杆横向作用的新研究

采用数值分析软件ANSYS建立3D模型。分析了锚杆的横向作用机理，用对比方法分析了加锚非连续岩体与锚杆的错动变形和受力规律。模拟了加锚非连续岩体变形过程。获得了非连续岩体与锚杆的相互作用规律以及非连续岩体和错杆的变形规律。研究发现了剪切时锚杆起“导轨作用”的特殊现象，指出其对非连续岩体的稳定性有负面影响。     

提高螺栓联接强度之对策

受拉螺栓的损坏多为栓杆部分的疲劳断裂,提高螺栓联接强度可从如下方面入手:调整螺纹牙的受力分配;降低应力幅;减小附加应力;减轻应力集中;改善制造工艺。     

关于联接螺栓小径 d_1 的算法新探

本文剖析了求解联接螺栓小径ｄ１的传统算法，并在此基础上推出了两个简捷的计算公式。     

冲击载荷作用下螺栓连接的计算

研究在冲击力作用下螺栓受应力被破坏的状态.冲击力的强度能使螺栓和法兰盘间产生裂缝.螺栓-法兰盘系统的动态方程符合连接质量非线性的运动方程,因此该问题采用一些近似的方法解.文中比较了用几种不同方法所得的结果.     

受采动影响的锚杆支护煤巷变形规律研究

以万年煤矿13221工作面下顺槽锚杆支护煤巷为例,分析研究了受采动影响的锚杆支护煤巷的变形规律。     

不锈钢构件螺栓连接摩擦面抗滑移系数试验

目的 研究不锈钢构件螺栓连接摩擦面抗滑移性能,为摩擦型不锈钢螺栓连接在建筑上的应用以及为编不锈钢规程提供试验依据.方法 对奥氏体316不锈钢板的螺栓连接节点摩擦面的抗滑移系数进行试验研究,包括10.9级高强度螺栓、奥氏体不锈钢A4-70和A4-80螺栓,摩擦面处理方法采用拉丝、喷砂、割痕、不处理四种.结果 抗滑移效果最好的是拉丝处理,其次是割痕处理,喷砂处理的抗滑移效果最差,甚至比没有经过处理的亚光表面更差;除A4-70外,10.9级和A4-80螺栓都可达到设计预紧力要求.结论 不锈钢A4-70螺栓没有达到规范中的设计预紧力要求,建议通过进一步的研究提高其扭矩系数;对于上述4种摩擦面处理方法,总体抗滑移效果较差,因此若要在不锈钢结构中使用摩擦型螺栓,不锈钢摩擦面的处理工艺有待于进一步开发.     

Loading characteristics of mechanical rib bolts determined through testing and numerical modeling

Underground coal mines use mechanical bolts in addition to other types of bolts to control the rib deformation and to stabilize the yielded coal ribs. Limited research has been conducted to understand the performance of the mechanical bolts in coal ribs. Researchers from the National Institute for Occupational Safety and Health(NIOSH) conducted this work to understand the loading characteristics of mechanical bolts(stiffness and capacity) installed in coal ribs at five underground coal mines. Standard pull-out tests were performed in this study to define the loading characteristics of mechanical rib bolts. Different installation torques were applied to the tested bolts based on the strength of the coal seam. A typical tri-linear load-deformation response for mechanical bolts was obtained from these tests. It was found that the anchorage capacity depended mainly on the coal strength. Guidelines for modeling mechanical bolts have been developed using the tri-linear load-deformation response. The outcome of this research provides essential data for rib support design.     

用力传感器测量摩擦型高强螺栓的抗滑移系数

为了测定高强螺栓连接构件摩擦面的抗滑移系数,可以先在扭转试验机上通过扭矩来施拧,然后在拉伸试验机上进行测定.而在本试验中采用了传感器技术,通过制作力传感器对M24号螺栓试件进行了测定.试验主要分为2个部分,一部分是传感器的制作,包括贴片、标定及性能测试;另一部分是用自制的传感器测量摩擦型高强螺栓的抗滑移系数.     

去除厚重隧洞衬砌采用新型锚喷支护的论证

本文指出目前我国在建设高水头隧洞时采用钢管和钢筋混凝土衬砌是资金上的巨大浪费，而新型的锚喷支护则可减半地节约。进而论证了这一新型支护理论上的充分性及技术上的成熟性，认为这一新型支护已具备实用条件。