• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于不同锚固角度的倾斜节理岩体剪切破坏特征研究
  • 105
  • 作者

    李青海柳昌涛史卫平石利伟杨涛

  • 单位

    山东科技大学能源与矿业工程学院山东科技大学土木工程与建筑学院鄂托克前旗长城六号矿业有限公司

  • 摘要
    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。
  • 关键词

    倾斜节理锚固角度抗剪强度破坏特征裂隙扩展

  • 文章目录
    1 工程概况
    2 试件剪切破坏相似模拟试验
    3 试件剪切破坏数值模型的建立及其可靠性分析
    3.1 试件剪切破坏数值模型的建立
    3.2 试件剪切破坏数值模型的可靠性分析
    4 锚固倾斜节理岩体剪切破坏特征分析
    4.1 抗剪强度演化规律
    4.2 裂隙扩展规律
    4.2.1 不同锚固角度倾斜节理岩体裂隙分布特征
    4.2.2 锚固倾斜节理岩体内部细观裂隙演化特征
    4.2.3 不同锚固角度倾斜节理岩体裂隙扩展规律
    4.3 位移演化规律
    4.4 岩体粒间接触力及应力张量演化规律
    5 结 论
  • 引用格式
    李青海,柳昌涛,史卫平,石利伟,杨涛.基于不同锚固角度的倾斜节理岩体剪切破坏特征研究[J/OL].采矿与岩层控制工程学报:1-13[2023-06-15].DOI:10.13532/j.jmsce.cn10-1638/td.20230607.002.
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