锚杆参数对支护体的强化特征研究
2021-09-14吴佳俊胡祖栋
邵阳学院学报(自然科学版) 2021年4期
吴佳俊,胡祖栋
(河南理工大学 资源环境学院,河南 焦作,454000)
锚杆支护方法在矿山、边坡、隧道以及铁路等工程中起着增加相关土体稳定性的作用,锚杆支护具有如下工艺简单、效率高、劳动强度低、安装速度快及成本低等优点[1]。目前,巷道支护工程许多都是应用锚杆支护,而锚杆的参数对支护效果有很大的影响。其中,如长度、直径、数量、间排距、预应力、预留变形量等参数是矿山中重点研究因素。学者们对锚杆参数也进行了大量的研究,对回采巷道锚杆长度、间排距、预应力值进行分析,提出3种因素的选择原则,锚杆长度适中,在确保巷道围岩绝对稳定的前提下,考虑其他参数因素进行设计[2-4]。在预应力方面,应用中多考虑控制围岩不出现明显的离层、滑动,减小甚至消除拉应力区,并且预应力增加能够扩大有效压应力场范围[5-6]。而针对煤矿巷道锚杆支护的参数进行优化时,首先,对锚杆轴力进行监控,继而提出优化方案,或是采取数值模拟方法进行预先模拟[7-8]。同时,在确保锚杆承载力不受影响前提下有一定变形,支护体在高应力大变形或瞬间冲击荷载下,通过释放部分应力来减少或避免锚杆破断,有效地提高锚杆的支护效果。
由于沿空留巷中预留煤柱会受到采动压力作用[7],在承受较大冲击压力时,巷道很可能会产生较大变形,对生产形成较大的阻碍,导致巨大的经济损失。为了应对这种情况的发生,学者们提出了对穿锚杆理论,本文针对对穿锚杆的参数(包括锚杆预应力、预留变形量)进行数值模拟分析,为锚杆参数的选择提供科学的依据。……
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