巷道支架用沥青胶砂可缩性接头承载性能研究

摘要

目前钢管混凝土可缩性支架仍沿用U型钢可缩性支架的接头方式，致使钢管混凝土支架优良承载性能得不到发挥、总体承载能力不高。现提出一种沥青胶砂可缩性接头，接头样式为用两个半圆形的法兰对接形成一个内壁为圆形的套管，在法兰上开一定尺寸的小孔，在管内充填沥青胶砂材料。首先，需找出一种沥青胶砂配合比，并在该沥青胶砂材料浇筑在接头钢管充填该配合比沥青胶砂材料，在额定工作荷载作用下，接头承受外荷载导致接头受压收缩，且位于接头钢管上的开孔开始向外排出沥青胶砂材料。并对沥青胶砂材料配比、接头承载性能、接头钢管开孔面积等问题开展研究。在研究过程中通过配比试验，探讨乳化沥青、水泥添加量以及砂子粒径对接头抗压强度的影响，从而得到满足要求的浆体配合比;通过接头轴向加载实验，测得接头钢管开孔开始排出浆体时的轴向载荷，为可缩性支架滑动阻力设计提供依据;改变开孔面积，通过接头轴向荷载与开孔面积之间的关系，探讨开孔面积对轴向承载力的影响;通过理论分析，探讨可缩性接头在受压收缩后对钢管混凝土可缩性支架承载性能的影响。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 U型钢支架的发展状况

1．3 钢管混凝土支架研究综述

1．4 可缩性接头国内外研究现状

1．5 研究方法

1．6 本文主要研究内容

本章小结

2 沥青胶砂可缩性接头的工作机理

2．1 可缩性接头的分类及特点

2．1．1 螺栓联接件

2．1．2 楔形连接件

2．2 可缩性接头设计方案

2．3 可缩性接头的工作机理

2．3．1 沥青胶砂

2．3．2 沥青胶砂可缩性接头粘结滑移作用的分析

2．4 套箍作用的工作机理

2．4．1 不同套箍系数下的工作机理

2．4．2 套箍作用下轴心受压下极限承载力计算

本章小结

3 沥青胶砂可缩性行接头材料配合比设计

3．1 乳化沥青

3．1．1 生产工艺

3．1．2 组成及性能要求

3．1．3 品种分类

3．1．4 品质检测结果

3．2 沥青胶砂材料配合比设计

3．2．1 配合比设计

3．2．2 物理力学性能

3．2．3 砂粒径对沥青胶砂抗压强度的影响

本章小结

4 沥青胶砂可缩性接头承载性能试验研究

4．1 模型设计

4．2 模型制作

4．3 沥青胶砂可缩性接头承载性能模型实验研究

4．3．1 试验目的和内容

4．3．2 可缩性接头的模型试验

4．4 试验现象与结果分析

4．4．1 试验现象分析

4．4．2 试验结果分析

本章小结

5 可缩性支架承载性能分析

5．1 简化措施与弹性中心

5．2 荷载作用下的计算

5．3 使用弹性中心法简化计算支护结构模型

5．4 刚性位移的排除

5．4．1 求滑动后圆心的位置

5．4．2 求滑动后，各点的坐标

本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果