外扩式柔性支架及其主动支护试验研究

摘要

金属支架是地下空间围岩控制工程一种重要的支护材料,存在施工效率低、支架成本高、被动支护等缺点。对此,首先提出了弯管含压外扩理论,并推导了其数学表达式,指出弯管含压外扩力与弯管的曲率、有效灌注压力、弯管直径的平方呈正比;其次,结合现场灌注工艺和柔性软管的延伸特性,提出并定义了外扩式柔性支架的概念,设计其施工工艺,具有施工效率高、支护强度高、支护成本低、主动支护大等优势;最后,设计加工了柔性支架相似模拟试验台,测试柔性支架外扩成型最小灌注压力和主动支护垂向分力的数值,并推导了数学表达式,其试验数值基本与计算结果一致,验证了弯管含压外扩理论的合理性和外扩式柔性支架的可行性。