預應力鋼棒具有預緊力等級高、延伸率高、受力狀態(tài)好等優(yōu)點,越來越廣泛地應用于煤礦巷道支護工程中。為了進一步探究礦用預應力鋼棒材料力學性能,在實驗室進行了礦用預應力鋼棒拉伸試驗、金相組織分析、沖擊韌性測試、預應力損失試驗、偏載試驗、安裝推進阻力試驗及配套鎖具性能試驗。結果表明:直徑20 mm礦用預應力鋼棒拉伸時極限承載能力為422 kN,與直徑20 mm、牌號HRB335錨桿桿體相比,增幅達176%,斷后伸長率平均為13.3%,為錨索斷后伸長率的2.4倍,斷后呈杯錐狀斷口;鋼棒拉斷前后沖擊吸收功分別為46.0 J和23.3 J,材料組織結構為回火索氏體,晶粒度為9.5和8.5,屬于超細晶粒度;受力長度為1 230 mm和1 500 mm時,預應力損失為38.37%,和36.74%,隨著載荷的加大,預緊力損失率減小;受力長度的增加,鋼棒預緊力損失率減小;偏載角度為5°、10°、15°、20°及25°時,極限承載能力降幅分別為18. 3%、22. 5%、26. 4%、26. 9%及27. 5%;采用28 mm鉆孔時,直徑18 mm和直徑20 mm鋼棒平均最大推進阻力分別為179 N和453 N... 

【文章來源】：煤炭科學技術. 2020,48(02)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

礦用預應力鋼棒拉伸試驗

圖1 礦用預應力鋼棒拉伸試驗1)試驗結果表明:礦用預應力鋼棒拉伸過程沒有明顯的屈服階段，拉伸過程主要分為5個階段:第一階段為初始承載階段，此時鋼棒初始受力，由于鋼棒與夾具間滑動或者鋼棒初始張緊，此階段載荷與位移曲線呈非線性，且位移增加速度高于載荷;第二階段為彈性階段，此階段隨著載荷增加位移基本呈線性增加直至彈性極限;第三階段為屈服階段，當達到彈性極限后，曲線偏離線性，發(fā)生屈服;第四階段為強化階段，雖然載荷仍有所增加，但增加速度遠小于位移，直到鋼棒能承受最大載荷;第五階段為破斷階段，此階段鋼棒載荷達到最大值后，隨著位移進一步增加載荷不斷降低，并很快發(fā)生破斷。

4)鋼棒拉伸時斷裂后斷口為杯錐狀斷口，杯部較粗糙，呈纖維狀，錐部區(qū)域呈淺灰色，比較光滑區(qū)，并與杯部成45°角。斷口上有3個典型宏觀特征區(qū)域，纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇區(qū)，斷口中間區(qū)域為纖維區(qū)，最外一圈為剪切唇，兩者之間為放射區(qū)，存在向外呈放射狀的微裂紋，如圖3a所示;與HRB335錨桿斷口(圖3b)相比較，發(fā)現(xiàn)鋼棒斷口上纖維區(qū)減小，放射區(qū)增大，表明材料的韌性降低，脆性增大;同時，鋼棒斷后斷面收縮率小于錨桿，說明鋼棒延伸率小于錨桿。1.2 金相組織及晶粒度分析

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3308169