本文關(guān)鍵詞： 圍巖控制 錨桿支護(hù) 力學(xué)參數(shù) 預(yù)應(yīng)力 支護(hù)參數(shù)　出處：《中國(guó)礦業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：巷道錨桿對(duì)圍巖的支護(hù)作用機(jī)理大致分為兩個(gè)方面:錨桿對(duì)圍巖力學(xué)性質(zhì)參數(shù)的影響和對(duì)圍巖受力狀態(tài)的改變。不同的巷道圍巖條件和圍巖支護(hù)參數(shù)相互作用,共同影響著錨桿對(duì)圍巖的錨固支護(hù)效果。因此,研究錨桿支護(hù)參數(shù)對(duì)圍巖的力學(xué)參數(shù)和受力狀態(tài)的改變具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。本論文以紅一煤礦采區(qū)上部車場(chǎng)頂板為研究對(duì)象,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研了巷道工程地質(zhì)特征,實(shí)驗(yàn)室測(cè)試了巷道圍巖物理力學(xué)性質(zhì)。根據(jù)實(shí)際工程地質(zhì)條件,首先選取巷道頂板錨桿錨固范圍內(nèi)的原型尺寸為2.4 m×2.4 m×2.4 m的錨固分離體,分別研究錨桿不同的間排距、預(yù)應(yīng)力、錨桿直徑對(duì)錨固范圍內(nèi)的彈性模量E、泊松比μ、內(nèi)聚力c以及內(nèi)摩擦角φ值等力學(xué)參數(shù)的改變以及對(duì)含有節(jié)理的錨固分離體的抗剪強(qiáng)度的影響。發(fā)現(xiàn)泊松比隨著錨桿間排距的減小、錨桿預(yù)應(yīng)力的增大和錨桿直徑的增加而減小;彈性模量、內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力隨著錨桿間排距的減小、錨桿預(yù)應(yīng)力的增大和錨桿直徑的增加而增大。通過(guò)剪切實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著錨桿預(yù)應(yīng)力的增大、錨桿直徑的增大和間排距的減小有利于提高試件中節(jié)理面的抗剪強(qiáng)度。其中在設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案里:錨桿直徑對(duì)泊松比的影響較小;錨桿直徑和錨桿預(yù)應(yīng)力對(duì)彈性模量的增加范圍在0.2 MPa左右;錨桿間排距、錨桿直徑和預(yù)應(yīng)力的大小對(duì)試件的內(nèi)聚力影響最大差為0.065~0.15 MPa,對(duì)內(nèi)摩擦角的影響達(dá)到2~3°,節(jié)理面的抗剪性能在設(shè)計(jì)因素的影響下,抗剪峰值均能提高0.3 MPa左右。其次,在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的巷道圍巖的力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上建立數(shù)值計(jì)算模型,通過(guò)數(shù)值計(jì)算研究發(fā)現(xiàn)錨桿間距的減小、錨桿長(zhǎng)度的增加、錨固長(zhǎng)度的減小、預(yù)應(yīng)力的增大、錨桿安裝角的減小有利于錨桿間的預(yù)應(yīng)力的擴(kuò)散從彼此獨(dú)立到彼此重疊,連續(xù)均勻的狀態(tài)發(fā)展;也有利于應(yīng)力擴(kuò)散形成的應(yīng)力場(chǎng)的厚度增加;形成的應(yīng)力場(chǎng)中最大垂直應(yīng)力也隨著增加。通過(guò)研究錨桿對(duì)圍巖的力學(xué)參數(shù)及受力狀態(tài)的改變有助于進(jìn)一步研究錨桿支護(hù)作用機(jī)理,具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義�，F(xiàn)場(chǎng)的工程實(shí)踐也表明錨桿預(yù)應(yīng)力的增加對(duì)巷道表面變形具有一定的控制作用,驗(yàn)證了前文的結(jié)論。
[Abstract]:The supporting mechanism of roadway bolt on surrounding rock can be divided into two aspects: the influence of bolt on the mechanical property parameter of surrounding rock and the change of stress state of surrounding rock, and the interaction between different surrounding rock condition and supporting parameter of surrounding rock. Together, it affects the anchor support effect of surrounding rock. It is of great theoretical significance and practical engineering value to study the change of mechanical parameters and mechanical state of surrounding rock. In this paper, the roof of the upper car yard in Hongyi Coal Mine is taken as the research object, and the engineering geological characteristics of roadway are investigated on the spot. The physical and mechanical properties of surrounding rock of roadway have been tested in laboratory. According to the actual engineering geological conditions, first of all, the Anchorage separators with the size of 2.4 m 脳 2.4 m 脳 2.4 m are selected to study the different spacing and prestress of the anchors in the range of Anchorage of roof Anchorage of roadway. The influence of bolt diameter on the mechanical parameters such as elastic modulus E, Poisson's ratio 渭, cohesive force c and friction angle 蠁 in the Anchorage range and the shear strength of anchoring separators with joints are found. It is found that Poisson's ratio varies with the anchor. The reduction of the distance between poles, The increase of anchor prestress and the increase of anchor diameter decrease the elastic modulus, the angle of internal friction and cohesion with the decrease of the row distance between anchors. With the increase of prestressing force and diameter of anchor rod, it is found that with the increase of prestressing force of anchor rod, The increase of bolt diameter and the decrease of interrow distance are helpful to improve the shear strength of joints in the specimen. In the experimental scheme, the influence of anchor diameter on Poisson's ratio is small; The increase range of anchor diameter and anchor prestress on elastic modulus is about 0. 2 MPa. The maximum difference between the diameter of anchor rod and the size of prestress on the cohesion of the specimen is 0.065 ~ 0.15 MPA, and the influence on the angle of internal friction is 2 ~ 3 擄. Under the influence of the design factors, the shear peak value of the joint surface can be increased by about 0.3 MPa. On the basis of the mechanical parameters of surrounding rock of roadway tested in laboratory, the numerical calculation model is established. Through the numerical calculation, it is found that the distance of anchor rod decreases, the length of anchor rod increases, the length of anchor decreases and the prestress increases. The decrease of anchor installation angle is conducive to the continuous and uniform development of the prestress diffusion between anchors from each other to overlap, and also to the increase of the thickness of stress field formed by stress diffusion. The maximum vertical stress in the formed stress field also increases with the increase. It is helpful to further study the mechanism of bolt support by studying the mechanical parameters and mechanical state of surrounding rock. It has important theoretical and practical significance. The field engineering practice also shows that the increase of anchor bolt prestress can control the surface deformation of roadway to a certain extent, which verifies the previous conclusion.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD353.6

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本文編號(hào)：1543950