聚丙烯纤维混凝土力学性能研究现状.pdf

《聚丙烯纤维混凝土力学性能研究现状.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年第5期·37·第40卷总第181期SichuanBuildingMaterials2014年10月DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2014.05.017聚丙烯纤维混凝土力学性能研究现状许炜炜(安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南232001)摘要:煤矿巷道锚喷支护工程已经广泛地运用于喷由于这根纤维的存在,使得微缝隙的延伸受到了阻力,只射混凝土,通过研究锚喷加固机理可以得知,导致锚喷支能在混凝土块体的里面形成相当于无孔洞的封闭空腔或者[3]护失效的主要因素为普通混凝土喷层的极限变形量

2、和巷道是内径十分小的孔隙。围岩的变形量不一致,喷层施工后很短时间内就会出现裂A′缝,并且逐渐丧失其对围岩的封闭和支护作用。本文所研究的理论对改善锚喷支护结构的性能,提高锚喷支护的技S术具有重要的指导意义。关键词:喷射混凝土;聚丙烯纤维混凝土;支护结构A′中图分类号:TU528文献标志码:BA文章编号:1672-4011(2014)05-0037-020前言Aa）纤维混凝土块体b）A-A′断面聚丙烯混凝土作为巷道喷层,能够有效解决混凝土的图1Romualdi模型开裂问题。它的主要原理是,混凝土中的水泥充当胶凝材料来握裹纤维,纤维

3、起到了相当于微细配筋的作用,与此2巷道喷层支护理论同时也损耗了混凝土变形开裂的能量、提高了混凝土的韧对煤矿软岩井巷的无支护围岩和喷射厚混凝土支护的性、充当了骨料并且降低了混凝土的离析泌水,由此来控围岩进行的非线性的有限元分析如图2所示。制水泥基体内部微细裂缝的产生和扩散,从而使得混凝土的抗裂性能得到了提高。纤维混凝土还有较强地抵抗变形的性能,让围岩压力得到充分的释放,发挥了锚喷支护体[1]系的力学机能。1聚丙烯纤维混凝土的增强机理纤维间距理论(纤维阻裂理论)和复合材料理论是目前最主要的纤维对水泥基体增强作用理论的学说,这两种理

4、论从不同方面将纤维对混凝土的增强作用做了解释,但是结论是相同的。纤维阻裂理论通常又被称作“纤维间距理论”。此理论图2无支护与喷射混凝土支护的围岩塑性区范围结果对比根据的是线弹性断裂力学中阐述的纤维对裂缝的发生和发喷射混凝土之后,巷道无支护位移减少了很多,并且展所起到的约束能力。纤维间距理论中还阐述了混凝土内围岩塑性区尺寸的范围也跟着稍微缩小,体现了支护结构部存在的固有弊端,若想提高强度,则必须尽可能地降低对围岩的支护能力,巷道周围的切向应力也相应的有所增混凝土的缺陷程度,以此来提高材料的韧性(即抗变形能加。这有助于提高巷道围岩

5、的稳定性,同时封闭喷锚也使[2]力)和降低混凝土内部缝隙端部的集中应力系数。如图1喷层与围岩的应力相结合,起到了相互传递以及承载的作所示。用。纤维间距理论,是指当纤维均匀地分布在混凝土块体喷涂层是薄壳的结构,具有极大的灵活性,并且靠近之中时,纤维可以起到阻碍块体内部微缝隙发展的作用。岩块可以充分利用周围的地面耐压力作用下的岩石,成为若混凝土块体内部有发生微裂缝的倾向,当任何一条微缝支撑的支护结构,局部围岩变形的支撑结构的支撑力是岩隙产生并且有可能向任意方向延生时,这条缝隙在最大程体围岩方向变形引起的,如图3。设荷载为均匀变化,

6、可知度上不会越过纤维混凝土块体内的纤维平均中心距s,即在道最主要是受压或者是剪切破损。与传统支护受弯破坏相s的长度范围内就会遇到一条横亘在它前方的纤维。同时也比,它更能体现出喷层的承载能力。喷射混凝土起到了降低应力集中及使分离岩块重新连结起来的作用,它能填满作者简介:许炜炜(1990-),女,江苏南通人,在读硕士研究生,主要缝隙的孔穴。研究方向:岩土工程。·38·2014年第5期2014年10月SichuanBuildingMaterials第40卷总第181期据表明,喷层的损坏一般是由于受到较大的切向压的应力和径

7、向的应力。喷层通常不单单出现剪切破坏,往往是压缩和剪切破坏共同作用。喷层对围岩变形有明显的抑制作用,将受到较大的切向压应力,使得应力圆增大的直径和喷射混凝土强度的包络线相切,从而破坏剪切力值,导致喷层受压缩和剪切两种破坏。图3作用于薄喷层上的荷载3)结构的柔性喷层调整方便而且具有相对均匀的压岩块的岩石与岩石之间,互相镶嵌在一起,块状围岩力,也使喷层在压缩和剪切破坏中失效。的破坏往往是从个别危岩地方开始,然后再逐渐破坏。于这些结果,显示的是软岩的力学效应,使我们对软岩是,要保持围岩总体的稳定性,只有即时和有效地避免部喷射混凝土的

8、力学作用有一个更全面的了解。软岩井巷的分危岩的脱落。目前,在这个过程中只有喷射混凝土的力喷层主要受到“剪切破坏”与“压剪破坏”。学性能才可以满足这一要求[4]。在矿井地质构造带中,由于围岩松散无自稳能力,经常发生冒顶、垮落,特别是断层破碎带表现更明显。将喷射混凝土在没有自我稳