锚固长度及锚固剂种类对锚杆锚固强度的影响研究

锚固技术是广泛应用于岩土工程中的一种支护方法,影响锚固支护效果的因素有多种,其中锚固剂与锚杆、围岩的结合强度是主要因素之一,而锚固长度和锚固剂的性质又是控制锚固体系锚固强度的主要因素.文章分别通过实验室实验和数值模拟的方式,针对锚固长度和锚固剂性质与锚杆锚固强度之间的关系进行了深入研究.结果表明:锚固长度与锚杆极限承载...     

锚杆支护现状及其发展

本文根据目前国内外锚杆支护现状及澳、英先进的锚杆支护技术,分析了限制我国煤巷锚杆支护发展的技术因素,对锚杆全长锚固、端头锚固的锚固机理及特点进行了详细分析,据此可根据不同围岩条件对锚杆支护选择不同的锚固方式。     

锚杆支护现状及其发展

本文根据目前国内外锚杆支护现状及澳、英先进的锚杆支护技术,分析了限制我国煤巷锚杆支护发展的技术因素,对锚杆全长锚固、端头锚固的锚固机理及特点进行了详细分析,据此可根据不同围岩条件对锚杆支护选择不同的锚固方式。     

锚杆锚固效果的影响因素分析

为了提高预应力锚杆的锚固效果,保证工程质量,根据锚杆支护作用机理,并结合锚杆支护的参数设计、锚固剂、施工方式和施工质量等因素,对预应力锚杆锚固效果进行了分析,同时针对各影响因素提出了相应的建议。     

玻璃钢锚杆锚固质量声波检测技术

针对大冶铁矿玻璃钢锚杆锚固质量检测手段单一、检测参数有限的现状,应用声波检测技术,对大冶铁矿井下巷道玻璃钢锚杆锚固质量进行抽样检测。在随机抽取的35根锚杆中,玻璃钢锚杆锚固质量合格率为85.7%,与支护巷道的实际情况相符,说明应用声波检测技术对玻璃钢锚杆锚固质量进行检测是可行的。检测结果分析表明,影响大冶铁矿玻璃钢锚杆锚固质量的主要因素是玻璃钢锚杆的锚固长度以及玻璃钢锚杆与围岩之间的锚固剂密实度。为此从钻孔深度、锚固剂填塞数量、锚杆杆体插入深度、锚固剂浸泡时间等方面,提出了相应的锚固质量控制对策。玻璃钢锚杆锚固质量声波检测技术可为大冶铁矿玻璃钢锚杆锚固质量的控制提供指导,对实现矿山安全高效开采具有较大的应用价值。     

点锚预应力锚杆锚固端型式与锚固力关系

通过对点锚预应力锚杆锚固端型式与锚固力关系的试验分析,表明了锚杆杆体锚固端型式与锚固力大小有着较大影响,交叉糖葫芦状锚固端型式锚杆具有较好的使用及推广价值。     

高频超声导波检测锚杆有效锚固长度分析

为检测锚杆实际有效锚固长度,得到锚固锚杆和自由锚杆中的高频超声导波传播规律,在1~15 MHz频率范围内对不同锚固锚杆试件进行频率扫描,并根据试验结果得到了群速度和频率之间的关系曲线。结果表明,激发频率为2.007~2.312和3.266~3.491 MHz时,导波在不同锚固质量的锚杆中传播速度几乎一致,且锚杆锚固质量对高频超声导波的传播速度影响很小,并据此得出在这个频率范围内可检测超声导波在自由锚杆中的传播速度,进而计算出锚杆的锚固长度。     

全长锚固锚杆拉拔试验研究

支护设计最基本的指标是支护能力,即支护的最大承载力.锚杆的支护能力是锚杆对围岩的最大锚固力,由于锚杆在岩土介质中受力的复杂性、多变性,因此锚固能力的计算十分困难.工程中常用拉拔试验来确定粘锚能力,但由于拉拔试验时锚杆体上的粘结剪应力分布与锚杆实际工作时不同,拉拔力并不能作为锚杆的粘锚能力.研究认为,可根据拉拔试验和锚杆的实际承载状态下载荷分布规律的不同,得出最大拉拔力和锚固力之间的关系,为正确地利用拉拔试验来检验锚杆安装质量和评估锚杆锚固能力提供理论依据.     

预应力端锚锚杆全锚后承载分布特征分析

为了分析锚固方式对锚杆承载特征的影响程度,便于巷道锚杆支护设计选型,本文采用理论分析和现场实测的方法,对比了全锚锚固和端部锚固条件下锚杆轴向力与剪应力分布特征.研究结果表明:锚杆承载分布特征与锚固条件、预应力、锚杆直径和围岩强度等密切相关;锚杆轴向力沿锚固段呈现单向递减趋势,锚杆剪应力沿锚固段呈现先增大后减小趋势,主要...     

搅拌参数对树脂锚固剂锚固质量影响试验研究

为了确定锚固剂最佳搅拌时间和环形厚度,分别进行了搅拌时间试验和锚固剂环形厚度试验研究。以锚固力、锚固剂环形充填饱满度作为锚固质量的衡量指标,通过锚杆拉拔试验确定不同条件下锚杆锚固力,制作专门的剖分装置,锚杆锚固完毕后剖分试件,观察锚固剂充填饱满度。研究结果表明：锚固段长度125mm,中速锚固剂最佳搅拌时间为9s,锚固剂环形充填饱满度随搅拌时间的进一步增加而下降|最佳锚固剂环形厚度区间为2～3mm,环形厚度低于2mm或超过3mm时会发生锚固剂充填不密实或锚杆偏心等现象,导致锚固力急剧下降且锚固质量不均一。     

深部开采岩体超低摩擦效应实验研究

对岩体超低摩擦现象的国内外研究现状进行了综述,介绍了岩体中存在的超低摩擦效应,指出在深部开采条件下,岩体工程中的超低摩擦现象与冲击地压、矿震、地震等扰动密切相关.利用卧式双向伺服加载实验机进行了岩石试件超低摩擦效应的实验研究.结果表明:水平向微小扰动比垂直向扰动对岩石试样接触面应力降的影响更为明显,说明水平向扰动是引起岩体超低摩擦效应的主要因素.     

砂岩试件加载-卸荷-加载损伤弱化试验分析

为研究深部巷道围岩开挖和回采全过程中岩体强度的弱化规律,通过对砂岩试件进行不同加载速率的单轴加载、不同围压的三轴加载以及不同程度的三轴加载-卸荷-单轴加载试验对砂岩试件在加载、卸荷和再加载过程中的损伤、弱化机理进行研究。结果表明:试件的峰值强度与加载速率之间呈幂函数关系,与围压之间呈线性关系,加载速率和围压越大,砂岩试件强度越高。砂岩在三轴加载-卸荷-单轴加载时试件最终破坏形态与其受载历史无关,与岩石的最终受力状态相关。岩石的最终强度与其受载速率、围压大小和加卸-载扰动等受载历史相关,初始轴压越大加载速率越小试件的初始损伤越大,卸载后再加载的最终强度越小。此外,提出了基于能量密度的岩石损伤度指标和一种基于加载过程状态的强度弱化计算方法,经计算验证该方法是可行的。     

基于声发射测试的岩爆倾向性预测研究

为研究岩石岩爆倾向性与加载过程中声发射特征的关联,建立了不同岩爆倾向岩石加载过程中声发射累积数与应变的定量关系,并对3种不同岩爆倾向性岩石单轴加载下的声发射特征进行了实验室试验,验证了其正确性。当岩石岩爆倾向性较强时,随着应变量的增加,主破裂之前只有零星的声发射出现,并且能量非常小,主破裂之后的声发射几乎没有,而主破裂时的声发射数目和能量都非常显著。当岩石岩爆倾向性较弱时,加载不久就有少量声发射出现,在时间上呈现无规则型、没有声发射率显著变化的阶段出现。     

坚硬岩石弱蠕变特性实验曲线的初级函数拟合

蠕变实验曲线是研究岩石蠕变特性的基础,基于坚硬岩石实验曲线的瞬时变形阶段极近直线、坚硬岩石蠕变实验曲线的稳态蠕变阶段斜率恒定以及坚硬岩石具有较高的蠕变下限等因素,将描述蠕变特性的实验曲线大幅缩减为必要的若干关键阶段。坚硬岩石普遍呈弱蠕变特性,非线性蠕变程度随加载应力水平的提高而明显提高,径向蠕变特性较轴向蠕变特性更趋显著。坚硬细砂岩初期衰减蠕变阶段实验曲线的一阶(负)指数拟合相关系数ρ平均为0.99162,其加速蠕变阶段实验曲线的一阶指数拟合相关系数为0.90000。较高的相关度证明坚硬岩石蠕变特性实验曲线的几何形态比较简单,采用初级函数对其进行拟合,方法简单、拟合效果好、数据处理效率高,是对岩石蠕变特性实验曲线特征进行简单描述的有效途径。     

岩石抗拉强度特性的劈裂试验分析

采用钢丝垫条、直接加压、弧形模具的加载方式,对砂岩、泥岩进行了大量的劈裂试验。结果表明：采用不同的加载方式,测定的岩石抗拉强度差别很大。其中,弧形模具加载测得的抗拉强度最大,其次是直接加压的方式,钢丝垫条加载方式测得的抗拉强度最小。通过对劈裂试验试件内应力场的分析,用MATLAB程序绘制出试件内应力场解析解的分布图,结合FLAC^20的模拟结果,认为对于不同的岩石,试件的破坏方式不同,硬岩不一定是从试件中心首先破坏,而是试件轴线上的某个部位;软岩和层状岩石则因不同的加载方式有不同的破坏方式。不同加载方式测试结果产生差别主要是因为加载板和试件间存在摩擦力等因素影响,随后给出了硬岩不同加载方式时抗拉强度的计算公式。     

深井井底车场高地应力硐室群稳定性分析

针对淮南朱集煤矿井底车场中央水泵房这一深埋大断面大规模高地应力松软围岩硐室群的长期稳定性问题,通过数值模拟研究了水泵房开挖、支护后围岩变形和应力场分布特征,采用振弦式混凝土应变计、钢筋应力计、压力盒监测水泵房二次衬砌,获取了二次衬砌混凝土应变、钢筋应力、二次衬砌所受压力的演化规律,分析评价了水泵房围岩稳定性和钢筋混凝土二次衬砌受力状态及其稳定性。数值模拟结果与现场监测结果吻合较好,研究结果表明：一次支护和二次衬砌支护后,泵房围岩变形收敛稳定,二次衬砌受力状态良好,所受最大围岩压力为62．5MPa,安全可靠,钢筋应力值、混凝土应变均未超过强度值。     

锚杆荷载受围岩参数影响的分析

根据锚杆杆体的轴向变形与围岩加固区的变形相协调,利用围岩加固区的变形确定锚杆的轴向变形,进而由应力应变关系求出锚杆荷载。在求加固区变形的过程中,将锚杆上的荷载近似的看作是分布在加固区边缘的均布荷载,求出硐室分别在地应力和锚杆荷载作用下的位移,锚杆两端的合位移即为加固区的变形,这样可以确定锚杆荷载与围岩参数的函数关系。     

大理岩单轴循环加卸载碎屑分形研究

为了研究单轴不同循环加卸载路径对岩石破坏模式和程度的影响,对大理岩单轴循环加卸载的峰值强度、弹性模量进行研究;收集大理岩单轴循环加卸载破坏后的碎屑,对不同粒径范围内的碎屑进行分析和分形计算。研究结果表明,受循环加卸载后的碎屑条状、条块状特征明显,并且条状、块状、板状特征依次减弱;碎屑在长、宽、厚3个方向上分形维数越小,岩石越易破碎,破坏程度越大;岩石受循环加卸载的破坏模式以纵向劈裂为主,少有剪切破坏;循环荷载在一定程度上对大理岩的强度起到一定的强化作用,施加小的循环荷载对大理岩的强度强化作用显著使其破坏程度减小;施加大的循环荷载对大理岩的强度强化作用大大减弱,造成的损伤作用更为显著使其破坏程度更大。     

岩石的加载率效应

本文以充分的实验结果为依据，讨论了加载率对岩石材料的强度、断裂韧度和破碎效果的影响。结果表明，在静态或准静态加载条件下，一般岩石的强度的断裂韧度随加载率的增加稍有增加，但当加载率超过一定值（如一般的冲击加载）后，它们随加载率的增加而显著提高。同时，单个岩块和岩石料层在冲击破碎时的能量利用率只是静压破碎时的一部分，即静载更有利于岩石破碎。     

辉绿岩在加、卸荷条件下的岩体力学特性试验

根据地下工程岩体开挖失稳的特点,通过室内对辉绿岩在不同的围压下的加卸载试验,研究了辉绿岩在不同的加卸载路径下的力学特性;并采用能量理论、损伤力学的观点对室内试验的岩体破坏的力学特性进行了分析,得到了岩样在加卸条件下岩体的变形特征、岩体损伤演化过程、不同路径下的岩体强度等特性,并对不同路径的力学特性、力学参数和破坏机理进行了对比分析。根据试验结果表明：采用卸载的方式获得的岩体力学参数更接近于地下工程的开挖实际。