让压锚杆能量本构模型及支护参数设计_单仁亮.pdf

《让压锚杆能量本构模型及支护参数设计_单仁亮.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.2014.02.018第４３卷第２期中国矿业大学学报Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．２２０１４年３月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｒ．２０１４让压锚杆能量本构模型及支护参数设计单仁亮，杨昊，钟华，陶宇（中国矿业大学力学与建筑工程学院，北京１０００８３）摘要：采用能量分析法将让压锚杆的荷载－位移曲线划分为弹性阶段、让压阶段和塑性强化阶段．分别推出３个阶段让压锚杆的能量本构方程以及围岩作用下的能量方程．近似求解让压锚杆和普通锚杆在弹性极限荷载、承载力极限以及围岩共同作用

2、条件下的支护性能．结果表明：在３种不同条件下，让压锚杆的支护能力较普通锚杆分别提升了５２．３％，２１１．２％，７７．３％．依据组合拱理论给出了让压锚杆的支护数量、间距、长度、最大预留空间等参数的理论公式．关键词：让压锚杆；能量本构模型；力学分析；支护参数计算中图分类号：ＴＰ２１２文献标志码：Ａ文章编号：１０００－１９６４（２０１４）０２－０２４１－０７ＤｅｓｉｇｎｏｆｓｕｐｐｏｒｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｆｏｒｙｉｅｌｄｉｎｇａｎｃｈｏｒｂｏｌｔＳＨＡＮＲｅｎｌｉａｎｇ，ＹＡＮＧＨａｏ，ＺＨＯＮＧＨｕａ，ＴＡＯＹｕ

3、（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｅｎｅｒｇｙａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｌｏａｄ－ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｕｒｖｅｓｏｆｙｉｅｌｄｉｎｇａｎｃｈｏｒｂｏｌｔｗｅｒｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｅｌａｓｔｉｃｓｔａｇｅ，ｒｅｌｅａｓｅ－ｐｒｅｓｓｕｒｅｓｔａｇｅａｎｄｐｌａｓｔｉｃｈａｒｄｅｎｉｎｇｓｔａｇｅ．Ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｅｑｕａｔｉｏｎｓｏｆｙｉｅｌｄ

4、ｉｎｇａｎｃｈｏｒｂｏｌｔｉｎｔｈｅｓｅｔｈｒｅｅｓｔａｇｅｓａｎｄｅｎｅｒｇｙｅｑｕａｔｉｏｎｏｆａｎ－ｃｈｏｒｉｎｇｂｏｄｙｕｎｄｅｒｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｅｆｆｅｃｔｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｓｏｌｕ－ｔｉｏｎｓｏｆｓｕｐｐｏｒｔｃａｐａｃｉｔｙｏｆｎｏｒｍａｌｙｉｅｌｄｉｎｇａｎｃｈｏｒｂｏｌｔａｎｄｎｏｒｍａｌｂｌｏｔｗｅｒｅｇｉｖｅｎｕｎｄｅｒｄｅ－ｓｉｇｎｌｏａｄ，ｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｂｏｌｔａｎｄｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋ．Ｔｈｅｒｅ

5、ｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｃａｐａｃｉｔｙｏｆｙｉｅｌｄｉｎｇａｎｃｈｏｒｂｏｌｔｓｉｎｃｒｅｓｅｄｂｙ５２．３％，２１１．２％，７７．３％ｔｈａｎｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｂｏｌｔｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｂｉｎｅｄａｒｃｈｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅｔｈｅｏｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｆｏｒｍｕｌａｅｏｆｙｉｅｌｄｉｎｇａｎｃｈｏｒｂｏｌｔ＇ｓｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒ，ｓｕｃｈａｓｑｕａｎｔｉｔｙ，ｓｐａｃｉｎｇ，ｌｅｎｇｔｈａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｒｅｓｅｒｖｅｄｓｐａｃｅａｎｄｓｏｆｏｒｔｈ，ａｒｅｇｉｖｅｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：

6、ｙｉｅｌｄｉｎｇａｎｃｈｏｒｂｏｌｔ；ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ；ｓｕｐｐｏｒｔｐａ－ｒａｍｅｔｅｒｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ［１］在煤矿矿井巷道支护中，锚杆是应用最广、用等事故．为此，国内外学者做了大量的研究，并取量最多的支护材料．随着煤矿矿井采掘深度的不断得了一定的成果．文献［２－４］提出了一种新型能量增加，巷道围岩常常表现出大变形的特点，当围岩吸收锚杆———Ｄ锚杆，并详细分析了Ｄ锚杆在静出现较大变形时，以普通锚杆材料的延伸率，并不力和动力荷载下杆体的力学响应．文献［５－６］研究能适应这种大变形，锚杆所

7、承受的拉力迅速超出锚了一种新型让压锚杆的力学性质并模拟该锚杆在杆的抗拉极限，最终导致锚杆尾部或锚杆中部发生巷道支护时的受力特性．文献［７］将这种新型让压断裂破坏，失去支护作用，进而造成巷道冒顶、塌方锚杆应用于高地压破碎巷道支护中，并取得良好的收稿日期：２０１３－０６－１４基金项目：教育部博士学科点专项科研基金项目（２０１２００２３１１０００９）通信作者：单仁亮（１９６４－），男，江苏省大丰县人，教授，博士生导师，工学博士，从事岩土工程方面的研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｒｌ＠ｃｕｍｔｂ．ｅｄｕ．ｃｎＴｅｌ：０１０－６２３３１０１９２４２中国矿业大学学报第４３卷支护效果．

8、文献［８］对海石湾煤矿１