采矿与安全工程学报 ›› 2020, Vol. 37 ›› Issue (4): 665-673.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.04.003

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单自由面锚固体单向加载破坏特征和 锚杆荷载规律研究

王其洲,李宁,叶海旺,池秀文,雷涛,陈东方   

  1. 1.武汉理工大学矿物资源加工与环境湖北省重点实验室,湖北 武汉 430070; 2.武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北 武汉 430070
  • 出版日期:2020-07-15 发布日期:2020-08-05
  • 作者简介:王其洲(1986— ),男,山东省青州市人,讲师,博士,从事地下采矿方法、巷道围岩控制等方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51704218,51709208);国家重点研发计划项目(2018YFC0604401,2019YFC0605304);中央高校基本科研业务费专项资金项目(2018IVB054,2017IVA046);湖北省安全生产专项资金科技项目(KJZX201907007)

Study of failure characteristic and bolt’s loading law of anchorage body with single face under uniaxial compression

  • Online:2020-07-15 Published:2020-08-05

摘要: 针对岩石与锚杆形成的锚固复合体,基于实验室单轴压缩实验结果,建立岩石试样单轴压缩数值模型,校验强度参数与塑性剪应变定量关系,确定应变软化力学参数;优化Flac3D中Pile结构单元预应力锚杆构建步骤,建立单自由面锚固体数值模型,剖析锚固体在单向加载条件下的内部破裂特征,揭示在加载全过程中的锚杆轴向荷载及弯矩变化规律。研究表明:由锚杆预应力产生的压应力区按椭球形分布,且压应力在锚固范围内具有双峰值特征;锚杆促使锚固体内部产生共轭剪切破坏带,且共轭剪切带与水平面夹角出现增大趋势,并在临空面浅部出现对称分布的次破裂面;杆体轴向荷载和弯矩分布均具有显著阶段特征;在峰前塑性应变阶段,杆体轴力和弯矩小幅增加,且均以靠近锚杆外锚固端的杆体为主;在峰后软化阶段,杆体轴力和弯矩显著增大,锚杆荷载特征由单纯轴向拉应变突变为拉、弯、剪综合受力状态,且靠近内锚固端杆体弯矩剧烈变化。

关键词: 锚固体, 破坏特征, 锚杆轴力, 锚杆弯矩, 单自由面, 数值模拟

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