本文關(guān)鍵詞：基于錨桿的自應(yīng)力注漿材料理論分析與試驗研究

  更多相關(guān)文章： 鉆孔圍巖 膨脹劑 自應(yīng)力 鋼管混凝土 巷道注漿支護

【摘要】：錨注支護是巷道支護中最常見的支護方式之一,在注漿時大多數(shù)的注漿材料采用的是純水泥漿。在地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下,可能由于純水泥漿的結(jié)石體與錨桿、鉆孔圍巖的粘結(jié)力太小導(dǎo)致錨桿或者錨固體被拔出,進而導(dǎo)致整個錨固系統(tǒng)的失效。針對這一突出問題,本文提出了“鉆孔自應(yīng)力注漿材料增強支護效果技術(shù)”,主要從錨桿以及注漿體的參數(shù)分析、自應(yīng)力注漿材料的力學(xué)試驗、自應(yīng)力注漿材料的膨脹試驗以及拉拔試驗等幾個方面進行研究。借鑒了鋼管混凝土技術(shù),并將其應(yīng)用于巷道注漿支護,把摻有膨脹劑的水泥漿注入巷道圍巖的鉆孔中,鉆孔就相當(dāng)于鋼管混凝土中的鋼管,靠著漿液凝固后產(chǎn)生的膨脹力,使得錨桿、摻有膨脹劑的結(jié)石體與鉆孔圍巖形成一個整體,從而增大了錨桿和錨固體的抗拔力,加強了支護效果。根據(jù)錨桿支護系統(tǒng)失效的原因以及膨脹劑本身的特性得出鉆孔自應(yīng)力注漿材料加固圍巖的機理。通過理論分析,建立了錨桿支護的數(shù)學(xué)模型,分析了錨固體的參數(shù),得出增加注漿體的直徑和彈性模量能很好的增強錨固效果。制作5組(膨脹劑摻量分別為5%、10%、15%、20%和凈漿)注漿結(jié)實體試塊,并對其進行力學(xué)試驗研究,試驗結(jié)果表明：通過28天養(yǎng)護后,摻入膨脹劑的試塊強度比普通水泥凈漿試塊的強度提高了10%。通過模擬鉆孔的鋼管,制作了4組自應(yīng)力注漿體試件(膨脹劑摻量分別為5%、10%、15%、20%),灌注注漿體前,在鋼管外壁L/2位置沿環(huán)向和軸向四個部位粘貼環(huán)向和軸向應(yīng)變片,對試件進行膨脹性能試驗研究。試驗結(jié)果表明：鋼管注漿體的初始自應(yīng)力與膨脹劑摻量的大小有關(guān),摻加膨脹劑的注漿體鋼管外壁的應(yīng)變在一定時期內(nèi)增大較快,之后趨于平穩(wěn)。根據(jù)鋼管的環(huán)向和軸向應(yīng)變計算出了自應(yīng)力值的大小。最后進行了錨桿的拉拔試驗,結(jié)果顯示：使用自應(yīng)力注漿材料錨固錨桿的拉拔力比用普通水泥注漿材料錨固錨桿的拉拔力提高了1.1倍。
【關(guān)鍵詞】：鉆孔圍巖 膨脹劑 自應(yīng)力 鋼管混凝土 巷道注漿支護
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD353
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 研究意義10
• 1.2 注漿材料的發(fā)展與研究10-15
• 1.2.1 注漿法的歷史10-12
• 1.2.2 注漿材料的發(fā)展和應(yīng)用狀況12
• 1.2.3 注漿技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 膨脹劑應(yīng)用現(xiàn)狀和研究進展15-16
• 1.3.1 國外膨脹劑的研究應(yīng)用現(xiàn)狀15
• 1.3.3 國內(nèi)膨脹劑的研究應(yīng)用現(xiàn)狀15-16
• 1.4 鋼管混凝土的研究現(xiàn)狀以及應(yīng)用16-20
• 1.4.1 鋼管混凝土的特點16-17
• 1.4.2 鋼管混凝土的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4.3 鋼管混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀19-20
• 1.5 研究內(nèi)容和路線20-22
• 1.5.1 研究內(nèi)容20
• 1.5.2 研究技術(shù)路線20-22
• 2 錨桿支護失效理論研究22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 錨桿的結(jié)構(gòu)22-23
• 2.3 錨固體的破壞模式和自應(yīng)力注漿材料加固作用23-26
• 2.3.1 錨桿的拉斷破壞23-24
• 2.3.2 錨桿和錨固體的結(jié)合面處破壞24
• 2.3.3 沿著錨固體與圍巖體膠結(jié)面處破壞24-25
• 2.3.4 距錨固體與圍巖體的膠結(jié)面一定范圍的巖土層破壞25
• 2.3.5 錨桿周圍漿體的破壞25-26
• 2.3.6 錨桿群的破壞26
• 2.4 錨桿錨固作用分析26-29
• 2.4.1 錨桿與注漿體相互作用機理27-28
• 2.4.2 注漿體和圍巖體相互作用機理28-29
• 2.5 自應(yīng)力注漿材料加固圍巖機理29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-32
• 3 基于錨桿對錨固體的參數(shù)分析32-44
• 3.1 引言32
• 3.2 錨固體變形受力分析32-35
• 3.2.1 力學(xué)模型32-33
• 3.2.2 錨桿施加預(yù)應(yīng)力之后錨固體整體受力分析33-35
• 3.3 實例分析35-37
• 3.3.1 錨固體受力分析36-37
• 3.3.2 關(guān)于錨固體錨固功效的因素分析37
• 3.4 各類不同參數(shù)對錨固體錨固效果的分析37-42
• 3.4.1 注漿體和圍巖體綜合參數(shù)對錨固效果影響37-39
• 3.4.2 錨固體彈性模量的差別對錨固效果的影響39-40
• 3.4.3 錨固體直徑的差別對錨固效果的影響40-41
• 3.4.4 錨桿的預(yù)應(yīng)力對錨固效果的影響41-42
• 3.5 結(jié)論42
• 3.6 本章小結(jié)42-44
• 4 鉆孔自應(yīng)力注漿材料力學(xué)性能試驗研究44-55
• 4.1 引言44
• 4.2 自應(yīng)力注漿材料密實結(jié)構(gòu)分析44-45
• 4.3 材料選取45-47
• 4.3.1 鋼模45-46
• 4.3.2 膨脹劑46
• 4.3.3 水泥和水46
• 4.3.4 自應(yīng)力注漿材料試件的制作46-47
• 4.4 加載裝置47-48
• 4.5 自應(yīng)力注漿材料力學(xué)性能分析48-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 5 鋼管自應(yīng)力注漿材料的膨脹性能研究55-62
• 5.1 引言55
• 5.2 自應(yīng)力注漿材料試驗研究55-58
• 5.2.1 材料55
• 5.2.2 試件制作55-56
• 5.2.3 試驗過程56-57
• 5.2.4 鋼管限制膨脹性能試驗結(jié)果與分析57-58
• 5.3 鋼管自應(yīng)力注漿材料的自應(yīng)力58-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 6 錨桿抗拔試驗研究62-69
• 6.1 引言62
• 6.2 相似材料研制試驗62-66
• 6.2.1 試驗材料62-63
• 6.2.2 材料制作63-64
• 6.2.3 模擬圍巖力學(xué)參數(shù)測定64-65
• 6.2.4 試驗過程65-66
• 6.3 試驗結(jié)果66-68
• 6.4 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論與展望69-72
• 結(jié)論69-70
• 展望70-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-77
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的與學(xué)位論文內(nèi)容相關(guān)的學(xué)術(shù)論文及研究成果77

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