预应力钢棒具有预紧力等级高、延伸率高、受力状态好等优点,越来越广泛地应用于煤矿巷道支护工程中。为了进一步探究矿用预应力钢棒材料力学性能,在实验室进行了矿用预应力钢棒拉伸试验、金相组织分析、冲击韧性测试、预应力损失试验、偏载试验、安装推进阻力试验及配套锁具性能试验。试验结果表明:φ20mm矿用预应力钢棒拉伸时极限承载能力为422kN,与φ20mm牌号HRB335锚杆杆体相比,增幅达176%,断后伸长率平均为13.3%,为锚索断后伸长率的2.4倍,断后呈杯锥状断口;钢棒拉断前后冲击吸收功分别为46J和23.3J,材料组织结构为回火索氏体,晶粒度为9.5和8.5,属于超细晶粒度;受力长度为1230mm和1500mm时,预应力损失为38.37%,和36.74%,随着载荷的加大,预紧力损失率减小;受力长度的增加,钢棒预紧力损失率减小;偏载角度为5º、10º、15º、20º及25º时,极限承载能力降幅分别为18.3%、22.5%、26.4%、26.9%及27.5%;采用28mm钻孔时,φ18mm和φ20mm钢棒平均最大推进阻力分别为179N和453N,两者相差274N,但两者推进均比较容易;预应力钢棒锚具平均承载能力为398.2kN,锚环与夹片的洛氏硬度分别为27.78和58.39,能够满足国标和钢棒材料力学性能要求。
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