锚杆不同护表构件支护应力场分布规律试验研究

针对煤矿井下锚杆支护系统中各护表构件与围岩相互作用关系缺乏定量性研究等问题，测试了100 kN预紧力时2根锚杆共同作用下，6种常用护表构件在围岩表面以及内部的支护应力的分布规律，并从应力扩散角度，给出了护表构件选型建议。研究结果表明：在围岩表面，锚杆尾部附近各会形成一个压应力集中区，压应力集中区又可分为核心区和边缘区，压应力核心区应力值大于200 kPa,边缘区压应力值介于10～200 kPa之间，相比于应力核心区，边缘区应力分布范围更易受构件类型影响；W钢护板、W形钢带、M形钢带和π形钢梁产生的10 kPa应力可以将锚杆尾部附近的2个独立应力集中区连接起来，并形成一个具有一定宽度的连续条带，产生群锚效应；护表构件对10～200 kPa的压应力在围岩表面和围岩内部的分布范围具有明显影响，但对大于200 kPa的压应力和拉应力的分布范围影响较小；在距离围岩表面1 m范围内，W形钢带、M形钢带、π形钢梁可以明显增加20～60 kPa的应力分布面积，但当距离超过1 m时，20～60 kPa的应力分布面积又要比托盘时有所降低；最后从支护应力扩散角度，对护表构件的应力扩散效果从优到劣进行了排序。