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1、粘结刚度对预应力锚杆支护效用的数值分析收稿日期：基金项目：国家自然科学基金资助项目（U1261211，51434006）作者简介：王晓卿（1988-），男，河北高邑人，在读博士。Tel:13051596237，E-mail:84028372@163.com王晓卿1,2，康红普2，赵科2，刘跃东2（1中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京100083；2天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013）摘要：层状顶板是煤巷的典型赋存特征。为明确粘结刚度对层状顶板锚杆支护效用的影响，本文首先介绍了粘结刚度的概念及在
2、FLAC3D中的实现方式，然后利用FLAC3D的interface单元建立了层状顶板巷道模型，综合pile和liner结构单元构建了仿真锚杆模型，并实现了预紧力施加功能，在原岩应力条件下分析了不同粘结刚度对层状顶板的支护效用。研究结果表明：粘结刚度控制锚杆的增阻特性，随粘结刚度增大，锚杆的增阻特性由缓转急；锚杆支护可显著控制层状顶板离层，粘结刚度越大，控制效果越好；锚杆支护应力场可显著改善巷道围岩的应力状态，减小乃至消除拉应力分布，粘结刚度越大改善效果越明显；锚杆杆体受层理层间滑动影响会发生弯曲变形，但随粘结刚度增大，变
3、形程度得到缓解。鉴于粘结刚度的重要性，提出了提高锚杆粘结刚度的技术途径：优化杆体外表形状、改善围岩接触条件、增强锚固剂粘结性能及提高锚固剂安装质量。关键词：锚杆；粘结刚度；层状顶板；离层；数值模拟中图分类号:TD353文献标识码:ANumericalanalysisofbondingstiffnessforsupporteffectivenessofprestressedboltsWANGXiaoqing1,2,KANGHongpu2,ZHAOKe2,LIUYuedong2(1FacultyofResourcesandS
4、afetyEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing),Beijing100083;2CoalMiningandDesigningDepartment,TiandiScienceandTechnologyCo.,Ltd.,Beijing100013)Abstract:Stratifiedroofistypicaloccurrencecharacteristicforcoalroadway.Toclarifyimpactsofbondingstiffne
5、ssonboltssupporteffectivenessforstratifiedroof,conceptofbondingstiffnessanditsrealizationwayinsoftwareFLAC3Dwerefirstlyintroduced,thenroadwaymodelwithstratifiedroofwasestablishedusinginterfaceelementsofFLAC3D,andemulationalboltsmodelwasconstructedbymeansofintegra
6、tingpilestructuralelementswithlinerstructuralelements,whosepretensionimposingmethodwasalsoputforward.Basedonthese,supporteffectivenessofdifferentbondingstiffnessforstratifiedroofwereanalyzedsimulativelyunderconditionofin-situstress.Theresultsshowthat:(a)Thebondin
7、gstiffnessdeterminesresistance-increasingcharacteristicsofbolts,whichvaryfromslownesstorapidnesswiththeincreaseofbondingstiffness.(b)Boltssupporthasdefinitecontroleffectivenessforseparationofstratifiedroof.Thegreaterthebondingstiffness,thebetterthecontroleffectiv
8、eness.(c)Supportingstressfieldofboltscanimprovestressstatedistinctly,diminishingeveneliminatingthedistributionoftensionstress.Theimprovingeffectwouldgetbetteri
