本文關鍵詞：不同錨固長度下錨桿錨固特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：錨桿是巷道穩(wěn)定性控制中重要的支護構件,但由于錨固工程本身的復雜性和多樣性,導致目前錨固設計理論以及計算方法都不夠完善。拉拔試驗作為檢測錨桿錨固能力的重要手段在礦井支護中得到廣泛應用,本文在實驗室通過拉拔試驗針對錨固段不同長度時錨桿受力特征、錨固界面力學模型以及圍巖受力等方面展開研究工作。明確錨桿受力介質(zhì)及力的傳遞形式,基于錨桿的剪切-位移模型和Kelvin問題模型對錨桿彈性變形階段荷載分布進行解析分析,得到兩種模型下剪應力及軸力的數(shù)值解析式,對比兩種模型剪應力和軸力在錨固段的分布趨勢,認為剪切-位移模型更加符合現(xiàn)場實際。通過拉拔試驗和數(shù)值模擬兩種研究手段分析單根不同錨固長度錨桿在張拉荷載作用下的受力狀態(tài),試驗結(jié)果表明:(1)錨桿失效存在兩種破壞形式:界面滑移失效和錨桿斷裂失效;錨桿斷裂失效時存在三個變形階段:彈性變形階段、屈服階段和強化階段,錨桿錨固長度越長,錨桿變形量越小。(2)錨桿軸力、界面剪應力呈非均勻分布狀態(tài),試驗結(jié)果與理論分析擬合較好。(3)不同錨桿失效形式圍巖應力分布狀態(tài)有所差異,表現(xiàn)為:彈性階段且未發(fā)生滑移時,混凝土表現(xiàn)為受壓狀態(tài),當發(fā)生滑移破壞時,混凝土應力表現(xiàn)為受拉,當發(fā)生破斷破壞時,混凝土大部分部位表現(xiàn)為受壓。(4)指出錨桿存在臨界錨固長度,得到剪切-位移模型界面剪切剛度計算方法,推導臨界錨固長度的解析解及錨桿合理錨固長度。
【關鍵詞】：錨桿 錨固長度 應力分布 數(shù)值模擬 拉拔試驗
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD353.6
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 錨桿荷載傳遞機理研究10-13
• 1.2.2 錨桿錨固長度問題研究13-15
• 1.3 研究內(nèi)容及技術路線15-17
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容及試驗方法15
• 1.3.2 研究技術路線15-17
• 2 錨桿荷載傳遞力學分析17-34
• 2.1 錨桿荷載傳遞基礎17-19
• 2.1.1 錨桿錨固力劃分17-18
• 2.1.2 錨桿傳力介質(zhì)及方式18-19
• 2.2 拉拔荷載下錨桿應力傳遞機制19-27
• 2.2.1 基于剪切-位移模型的錨桿荷載分布彈性解19-22
• 2.2.2 基于Kelvin問題的錨桿荷載分布彈性解22-25
• 2.2.3 兩種模型條件下應力分布形式的討論25-27
• 2.3 錨桿應力分布影響因素分析27-32
• 2.3.1 錨固長度對應力分布的影響27-30
• 2.3.2 鉆孔直徑對應力分布的影響30-31
• 2.3.3 傳力介質(zhì)材料參數(shù)對錨桿應力分布的影響31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-34
• 3 不同錨固長度錨桿錨固特性相似模擬研究34-56
• 3.1 試驗目的34
• 3.2 試驗設計34-39
• 3.2.1 試驗設備35-37
• 3.2.2 試驗方案設計37-38
• 3.2.3 試驗材料38-39
• 3.2.4 試驗加載方式39
• 3.3 前期準備39-47
• 3.3.1 試驗材料力學性能測試39-40
• 3.3.2 試驗裝備加工40-45
• 3.3.3 試驗裝備安裝45-46
• 3.3.4 試驗實施步驟46-47
• 3.4 試驗結(jié)果與分析47-55
• 3.4.1 不同錨固長度錨桿失效形式47-48
• 3.4.2 不同錨固長度錨桿荷載-位移關系48-51
• 3.4.3 不同錨固長度錨桿軸向應力分布51-54
• 3.4.4 不同錨固長度時圍巖應力分布測試結(jié)果54-55
• 3.5 本章小結(jié)55-56
• 4 不同錨固長度錨桿錨固特性數(shù)值模擬研究56-70
• 4.1 模擬軟件特點56-59
• 4.1.1 FLAC3D基本介紹56-57
• 4.1.2 界面模擬單元57-59
• 4.2 試驗條件59-61
• 4.2.1 試驗假設59
• 4.2.2 模型建立59-60
• 4.2.3 材料物理力學參數(shù)和接觸面參數(shù)60-61
• 4.3 數(shù)值模擬結(jié)果以及分析61-68
• 4.3.1 不同錨固長度錨桿應力分布特征分析61-64
• 4.3.2 不同錨固長度下界面剪應力分布特征64-66
• 4.3.3 不同錨固長度下圍巖應力分布特征66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 5 錨桿合理錨固長度確定70-75
• 5.1 錨固長度概念區(qū)分70-71
• 5.2 錨桿臨界錨固長度確定71-73
• 5.3 錨桿合理錨固長度的確定73-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 6 結(jié)論及展望75-77
• 6.1 主要結(jié)論75-76
• 6.2 研究展望76-77
• 參考文獻77-81
• 作者簡歷81-83
• 學位論文數(shù)據(jù)集83

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