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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
拉拔荷载下变截面锚杆承载特性研究
  • 65
  • 作者

    刘旭朱昌星

  • 单位

    河南理工大学土木工程学院

  • 摘要
    目的 为了解决煤巷树脂锚杆承载时尾部钢材抗拔性能不能充分发挥的问题,提出了一种尾部空心的变截面锚杆。方法 采用理论分析的方法开展了拉拔荷载下变截面锚杆锚固段内力分布规律、破坏模式及弹性承载力研究,揭示空心段对锚杆承载性能的影响规律,并通过室内拉拔试验检验了理论成果。结果 研究发现:相较普通锚杆,空心段的出现将引起锚杆轴力分布曲线非线性程度增加和锚固剂-围岩界面最大剪应力增大,变化幅度随着空心段尺寸参数增大而增大。变截面锚杆的两种破坏模式为锚固剂-围岩界面滑移脱和变截面位置锚杆破断,根据二者发生条件推导出了相应的弹性承载力计算公式和破坏模式临界状态方程,在对比两种破坏模式下锚杆弹性承载力和安全性的基础上,确立了以锚固剂-围岩界面滑移脱黏为首要破坏模式。当变截面锚杆发生锚固剂-围岩界面滑移脱黏破坏时,其弹性承载力随着空心段尺寸参数增大在初始阶段先缓慢下降,随后加速下降,呈现负指数衰减。结论 该研究可为提高煤巷支护系统的经济效益和解决传统锚杆钢材利用率较低的问题提供一定借鉴。
  • 关键词

    变截面锚杆承载特性破坏模式弹性承载力

  • 文章目录
    0 引 言
    1 变截面锚杆内力分布规律分析
    1.1 锚杆轴力及锚固剂-围岩界面剪应力计算公式
    1.2 锚杆轴力及锚固剂-围岩界面剪应力分布曲线
    1.3 锚杆轴力及锚固剂-围岩界面剪应力分布曲线
    h对界面剪应力的影响规律'>1.3.1空心段长度Lh对界面剪应力的影响规律
    h对界面剪应力的影响规律'>1.3.2空心内径dh对界面剪应力的影响规律
    2 失效模式与弹性承载力分析
    3室内试验验证
    3.1 锚固模型与试验设备
    3.2 试验结果分析
    4 结 论
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