為彌補(bǔ)FLAC^3D中錨桿拉伸破斷原始模型以任意錨桿單元節(jié)點(diǎn)塑性拉應(yīng)變?yōu)槠茢嗯袆e標(biāo)準(zhǔn)的缺陷以及解決程序無(wú)法實(shí)現(xiàn)錨桿剪切破斷的問(wèn)題,本文基于PILE錨桿結(jié)構(gòu)單元,依據(jù)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù),提出新的拉、剪破壞準(zhǔn)則,對(duì)原有拉、剪力學(xué)模型進(jìn)行修正,建立拉、剪破斷修正力學(xué)模型,并采用Fish編程語(yǔ)言二次開(kāi)發(fā),將修正模型嵌入到FLAC^3D主程序中。分別采用錨桿拉、剪試驗(yàn)驗(yàn)證拉、剪破斷修正力學(xué)模型的合理性,并分析了兩種修正模型各自的工程適用性與可靠性,主要研究成果如下:（1）為進(jìn)一步完善拉伸破斷原始力學(xué)模型,建立以錨桿自由段整體伸長(zhǎng)率為破斷判別標(biāo)準(zhǔn)的拉伸破斷修正力學(xué)模型,當(dāng)自由段伸長(zhǎng)率大于或等于錨桿破斷伸長(zhǎng)率時(shí),構(gòu)成錨桿自由段伸長(zhǎng)量最大的結(jié)構(gòu)單元發(fā)生破斷;建立以剪力為破斷判別標(biāo)準(zhǔn)的剪切破斷修正力學(xué)模型,當(dāng)桿體剪力大于或等于錨桿極限抗剪載荷時(shí),錨桿發(fā)生剪切破斷。（2）錨桿桿體拉伸試驗(yàn)中,拉伸破斷原始模型桿體伸長(zhǎng)率為預(yù)設(shè)破斷伸長(zhǎng)率的51.5%時(shí),桿體過(guò)早發(fā)生破斷,而拉伸破斷修正模型桿體伸長(zhǎng)率達(dá)到預(yù)設(shè)破斷伸長(zhǎng)率時(shí)發(fā)生拉伸破斷,結(jié)果更加符合實(shí)際;錨桿桿體剪切試驗(yàn)中,剪切原始模... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

采礦工程中破斷的錨桿[9-11]

Surrounding Rock Deformation and Bolt Final State）巷道開(kāi)挖過(guò)程一步完成，開(kāi)挖后立即安裝錨桿，然后噴射 100mm 厚度混凝土。當(dāng)軟件計(jì)算平衡時(shí)，即最大不平衡力比率小于 1.0 10-5，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并對(duì)修正及原始力學(xué)模型計(jì)算平衡時(shí)的錨桿桿體軸力分布、錨桿單元最終狀態(tài)、圍巖位移及噴層受力進(jìn)行對(duì)比分析。修正模型及原始模型計(jì)算平衡時(shí)錨桿軸力分布及錨桿結(jié)構(gòu)單元最終狀態(tài)分別見(jiàn)圖 4-3 和圖 4-4。從圖 4-3 可以看出，修正模型破斷了 4 根錨桿，分別為第 1、2、14 和 15 根錨桿，且破斷錨桿均位于巷道幫部，其余未破斷錨桿自由段軸力均達(dá)到抗拉載荷 297kN；原始模型錨桿全部發(fā)生破斷，自由段軸力均接近 0，錨固段軸力最大值發(fā)生在幫部錨桿，為 262kN。圖 4-4 中伸長(zhǎng)量較大的結(jié)構(gòu)單元為破斷單元，由此可知，修正模型和原始模型第 2 根和第 14 根錨桿桿體破壞均發(fā)生在自由段與錨固段交界面處的自由段位置；修正模型第 1 根和第 15 根錨桿以及原始模型除第 2 根和第 14 根之外的其余錨桿桿體破斷位置均發(fā)生在自由段端頭靠近托盤(pán)處。

（a）修正模型 （b）原始模型圖 4-4 錨桿單元最終狀態(tài)分布Figure 4-4 Final state distribution of PILE elements修正模型及原始模型計(jì)算平衡時(shí)的圍巖水平及豎向位移云圖分別見(jiàn)圖4-5和圖 4-6。從圖 4-5 和圖 4-6 可以看出，修正模型圍巖最大水平及垂直位移分別為395mm 和 298mm，而原始模型圍巖最大水平及垂直位移分別為 428mm 和 332mm，原始模型較修正模型變形強(qiáng)烈，這是由于原始模型錨桿全部破斷導(dǎo)致的。（a）修正模型 （b）原始模型圖 4-5 圍巖水平位移云圖(單位：m)Figure 4-5 Horizontal displacement contours of surrounding rock(unit：m)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]錨桿桿體的受力狀態(tài)及支護(hù)作用研究[D]. 吳擁政.煤炭科學(xué)研究總院 2009



本文編號(hào)：3119078