扰动荷载下聚丙烯纤维喷射混凝土力学性能研究

摘要

基于试验对煤巷支护体系中纤维喷射混凝土在扰动荷载作用下的安全性能进行研究,采用非金属超声波测量仪对不同扰动荷载及扰动次数下试件的纵波波速及损伤程度进行测量,利用分离式霍普金森压杆装置对试件开展不同扰动次数下的单轴压缩试验,分析试件纵波波速、损伤度、峰值应力及能量耗散与扰动荷载之间的规律。结果表明:随着扰动次数的增加,试件纵波波速先增大后降低,前期扰动作用会降低试件孔隙率,增加试件整体性,随着扰动次数的增加,试件损伤量累积,损伤程度增大,纵波波速相应降低,扰动气压的增加会增大波速降幅;0.15 MPa扰动气压作用1~5次时,试件峰值应力分别为39.6 MPa、41.1 MPa、38.7 MPa、35.1 MPa、33.7 MPa,扰动荷载作用次数的增加使试件峰值应力先增大后降低,适当的冲击扰动作用会增大试件峰值应力,随着扰动次数的增加,试件应力降幅显著增加,后期扰动荷载下试件损伤程度会更大;扰动荷载作用会降低试件吸能效果,且扰动荷载越大,作用次数越多,试件吸收能降幅越明显。在煤巷支护体系的运营维护中要定时探查纤维喷射混凝土的安全性能,以保证巷道支护体系的安全性。