基于不同锚固角度的倾斜节理岩体剪切破坏特征研究

针对倾斜节理岩体巷道锚固支护问题，为获得较好的锚固支护效果，以长城六矿1301工作面运输巷为工程背景，基于相似模拟试验和数值模拟分析，揭示了不同锚固角度倾斜节理岩体剪切破坏特征。研究结果表明：随着法向荷载的增加，锚固倾斜节理岩体峰值强度逐渐增加；法向荷载为4 MPa时，随着锚固角度的增大，倾斜节理岩体的峰值抗剪强度和残余强度均呈先上升后下降的趋势，并在锚固角度为45°时均达到最大值；随着锚固角度的减小，锚杆两侧的压力链逐渐增加，并在锚杆内部产生拉力链，即随着锚固角度的减小，锚杆逐渐起到轴向拉伸抑滑的作用，倾斜节理岩体的锚固效果逐渐提升，当锚固角度为45°时抑滑效果较优。根据位移演化规律分析获得，在锚固角度较大时，大部分锚杆未起到抗剪作用，限制锚杆周围区域颗粒位移的能力较差，锚固效果不显著；在锚固角度较小时，限制锚杆周围区域颗粒位移的能力较强，锚固效果较好。根据倾斜节理岩体锚固支护剪切破坏特征，分析获得岩体抗剪强度演化规律、裂隙扩展规律、岩体内部位移演化规律以及岩体内部接触力及应力张量演化规律，综合确定当锚固角度为45°时倾斜节理岩体表现出较优的锚固支护效果。