树脂锚杆锚固质量和杆体变形特征研究

摘要

本文针对煤矿巷道锚杆支护树脂锚固剂使用过程中存在的搅拌过度、钻孔过大等问题,进行了锚固质量实验室试验,分析了搅拌时间、锚固剂环形厚度和不同杆体外形对锚固质量的影响,试验得出:在使用中速锚固剂、锚固段长为125mm条件下,合理的搅拌时间为2.5~15s;锚固剂环形合理厚度为3～4mm;左旋无纵筋锚杆锚固质量最佳。
　　在井下选择典型的大变形巷道,在巷道维修过程中,揭露和观测了锚杆杆体的变形与破坏形态;采用数值模拟软件FLAC3D对锚杆变形特征和机理进行了模拟分析,得出:岩层层理面的横向错动致使锚杆杆体在层理面附近产生明显剪切弯曲变形,并使锚杆受到集中剪切载荷作用;在此基础上,对围岩结构与强度,锚杆预紧力,锚固方式及锚杆索联合支护对杆体变形的影响进行了分析,得出:弱结构面,结构面上下岩层强度相差较大且薄弱岩层位于结构面下方时,结构面最易产生错动;全长锚固、锚杆索联合支护、高预紧力支护都可有效减小锚杆变形。

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1绪论

1.1研究意义

1.2研究现状

1.3存在问题

1.4主要研究内容

1.5研究方法和技术路线

2树脂锚固剂锚固质量试验

2.1试验简介

2.2试验结果

2.3试验分析

2.4本章小结

3单根锚杆轴向和横向载荷作用下变形特征分析

3.1锚杆轴向伸长变形δn与轴向拉拔载荷σb0关系推导

3.2锚杆剪切变形δt与横向剪切载荷T关系推导

3.3节理岩体锚杆支护理论模型

3.4本章小结

4巷道锚杆现场取样分析

4.1现场锚杆整体变形特征分析

4.2锚杆变形机理及锚杆围岩相互作用关系分析

4.3锚杆支护作用分析

4.4本章小结

5锚杆整体变形规律的数值模拟研究

5.1数值模型

5.2长平矿41072巷锚杆变形模拟

5.3赵庄矿1306工作面回风巷1#横贯锚杆变形模拟

5.4本章小结

6杆体变形影响因素分析

6.1围岩强度、结构和结构面强度对杆体变形影响

6.2预紧力值对杆体变形影响

6.3全长锚固、锚杆索联合支护对杆体变形影响

6.4本章小结

7主要结论与展望

7.1主要结论

7.2展望

参考文献

致谢

附录