直墙半圆拱形钢管混凝土支架力学性能实验及应用

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1、直墙半圆拱形钢管混凝土支架力学性能实验及应用１１２１３４高延法，王军，黄万朋，陈冰慧，王亮，王超（１．中国矿业大学，北京１０００８３；２．山东科技大学，山东青岛２６６５１０；３．中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司，北京１００１２０；４．大地工程开发（集团）有限公司，北京１００１０２）摘要：为研究直墙半圆拱形断面巷道面临的支护难题，设计了直墙半圆拱形钢管混凝土支架与Ｕ型钢支架力学性能对比实验；实验全面测试并分析了钢管混凝土支架的承载力、位移与应变，同时分析了热煨弯曲对钢管原材料抗拉性能的影响及Ｃ６０混凝土配合比合理性；实验证明钢管混凝土支架具有突出的承载优势。在实验指导下，对华丰矿－１１００水

2、平大巷动压巷道和大淑村矿－４５０水平新东翼皮带巷高应力集中巷道做了直墙半圆拱形钢管混凝土支架支护设计并应用，实践证明钢管混凝土支架支护效果明显，优于同断面Ｕ型钢支架，同时也发现直墙半圆拱形封闭支架的底角为薄弱点，并进行了改进与结构强化。关键词：钢管混凝土支架；直墙半圆拱断面；力学性能实验；巷道支护ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－７４１Ｘ．２０１４．０１．００２中图分类号：Ｕ４５文献标志码：Ａ文章编号：１６７２－７４１Ｘ（２０１４）０１－０００６－０７ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｙｏｆＳｔｒａｉｇｈｔｗａｌｌＳｅｍｉｃｉｒｃｌｅａｒｃｈＣｏｎｃｒ

3、ｅｔｅｆｉｌｌｅｄＳｔｅｅｌＴｕｂｅＳｕｐｐｏｒｔａｎｄｉｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ１１２１３４ＧＡＯＹａｎｆａ，ＷＡＮＧＪｕｎ，ＨＵＡＮＧＷａｎｐｅｎｇ，ＣＨＥＮＢｉｎｇｈｕｉ，ＷＡＮＧＬｉａｎｇ，ＷＡＮＧＣｈａｏ（１．ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６５１０，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ；３．ＢｅｉｊｉｎｇＨｕａｙｕＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＳｉｎｏＣｏａｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎ

4、ｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１２０，Ｃｈｉｎａ；４．ＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＭｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｃｏｍｐａｒｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｔｒａｉｇｈｔｗａｌｌｓｅｍｉｃｉｒｃｌｅａｒｃｈｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅｓｕｐｐｏｒｔａｎｄｔｈａｔｏｆＵｓｈａｐｅｄｓｔｅｅｌｓｕｐｐｏｒｔ，ｓｏａｓｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔ

5、ｈｅｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｒｏａｄｗａｙｓｗｉｔｈｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｓｔｒａｉｇｈｔｗａｌｌｓｅｍｉｃｉｒｃｌｅａｒｃｈｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｓｔｒａｉｎｏｆｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅｓｕｐｐｏｒｔａｒｅｍｅａｓｕｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｒｏａｓｔｅｄｂｅｎｄｏｎｔｈｅａｎｔｉｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｔｕｂｅｓ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｒ

6、ａｔｉｏｎａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍｉｘｉｎｇｒａｔｉｏｏｆｔｈｅＣ６０ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅｓｕｐｐｏｒｔｈａｓｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇａｄｖａｎｔａｇｅｓ．Ｇｕｉｄｅｄｂｙｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓ，ｓｔｒａｉｇｈｔｗａｌｌｓｅｍｉｃｉｒｃｌｅａｒｃｈｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅｓｕｐｐｏｒｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｆｏｒｔｈｅ１１００ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｙｎａｍｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｒｏａｄｗａｙｏｆ

7、Ｈｕａｆｅｎｇｃｏａｌｍｉｎｅａｎｄｔｈｅ４５０ｌｅｖｅｌｎｅｗｅａｓｔｗｉｎｇｈｉｇｈｓｔｒｅｓｓｒｏａｄｗａｙｏｆＤａｓｈｕｃｕｎｃｏａｌｍｉｎｅ．ＴｈｅｐｒａｃｔｉｃｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅｓｕｐｐｏｒｔｈａｓｇｏｏｄｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｅｆｆｅｃｔａｎｄｉｓｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｔｈｅＵｓｈａｐｅｄｓｔｅｅｌｓｕｐｐｏｒｔｗｉｔｈｔｈｅｓ