许海亮，郭 旭，宋义敏，覃吉宁，朱万宇

(北方工业大学 土木工程学院，北京 100144)

0 引言

中国煤炭资源丰富，冲击地压是威胁中国煤矿安全生产的主要灾害之一，目前中国已有130多个矿井遭受冲击地压的危害，根据对中国2 500余次有破坏性的冲击地压研究发现，90%以上的冲击地压发生在巷道内[1-5]。通过加固支护来缓解冲击地压危害，已成为煤炭领域的共识。从现场应用角度来看，在面对突发性的围岩振动和冲击时，钢性支护难以保证整个支护系统的稳定性和安全。潘一山等[6]提出防冲支护设计的6项原则，研制具有吸能让位功能的巷道防冲液压支架，通过液压支架上附加的吸能装置可较好地缓解冲击地压危害。因此提供稳定压溃承载力和大变形能力的吸能装置对解决冲击地压巷道支护问题具有重要意义。

金属薄壁结构能够将碰撞过程中的冲击能依靠自身屈曲、断裂等破坏形式转变为塑性变形能，在工程领域已有广泛应用，此类装置核心问题就是能量的转换和吸收，结构发生塑性变形区域越大，变形过程中吸收和转换的能量越多。近年来广大学者对圆形管、多边形管、蜂窝管、泡沫填充管等金属薄壁结构进行大量研究[6-12]，其优点和缺点各有不同。以蜂窝管为例，其吸收能量高，但复杂蜂窝管制造成本高。文献[13-15]通过提出1种在普通管的管壁上引入特别设计折角的矿用防冲方形折纹薄壁装置，并通过对薄壁装置进行数值模拟分析其吸能特性，发现承载力的变化情况与屈曲变形形态有关，变形异态和局部开裂都将影响折纹筒的反力，但不会影响折纹筒的屈服临界值，并通过实验对其进行验证。……