恒阻大变形锚杆(索)让压吸能模型及支护设计

针对我国煤矿深部软岩巷道高地压、水理、围岩软弱、结构裂化等综合作用引起的巷道大变形问题,基于能量平衡理论,提出恒阻大变形(以下简称恒阻)锚杆(索)让压吸能支护理论与设计方法。根据试验力学特性曲线,采用能量分析法,将恒阻锚杆(索)荷载—位移曲线划分为弹性阶段、恒阻让压阶段,建立了围岩能量平衡方程、恒阻锚杆(索)两阶段的吸能方程,以及围岩—恒阻锚杆(索)共同作用下的能量关系式,并依据组合拱理论给出了恒阻锚杆(索)支护参数设计的理论公式。研究结果表明:恒阻锚杆(索)恒阻器变形量与围岩变形量之间关系呈二次抛物线规律分布,恒阻锚杆(索)恒阻器变形,能够有效吸收软岩围岩变形能,减小围岩最终变形量。工程算例分析显示,恒阻锚杆(索)支护时,恒阻器77.6mm让压变形量,可吸收79%的围岩能量,降低88.9%的围岩变形量。