不同裂隙倾角NPR锚固岩体力学特性对比研究

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2023.0373

采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (4): 779-788.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2023.0373

不同裂隙倾角NPR锚固岩体力学特性对比研究

缪澄宇1,2,崔力1,2,孙晓明1,2,谭雨泽2,李志虎1,2

1. 中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室,北京 100083;
2. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083

出版日期:2025-07-15 发布日期:2025-07-15
通讯作者: 崔力，E-mail： 516567469@qq.com ，Tel： 15637208790
作者简介:缪澄宇（1992— ），男，江苏省盐城市人，博士后，主要从事岩土工程方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目（52174096，52304110）；中国矿业大学（北京）大学生创新训练项目（202306003）

Comparative study on mechanical properties of NPR anchored rock mass with different fracture inclination angles

Online:2025-07-15 Published:2025-07-15

摘要/Abstract

摘要： 裂隙岩体锚固力学特性是围岩支护设计的基本依据。针对新型负泊松比锚索(NPR)的支护效能,通过相似物理模型实验,对比研究不同预制裂隙倾角下NPR锚固体与普通(PR)锚固体力学特性差异,分析锚固体强度特性、变形破坏特性和声发射特性。随着裂隙倾角的增大,锚固体应力-应变曲线形态由双峰值逐渐向单峰值演变,锚固体弹性模量先增大后减小,峰值强度不断增大,NPR锚固体弹性模量和强度均明显高于PR锚固体。考虑岩体峰值强度时,NPR锚索最佳支护倾角为60°～90°,而PR锚索仅在支护倾角90°时达到最优支护效果。2类锚固体均呈现拉剪复合破坏特征,但NPR锚索未破断,锚固体完整性好,而PR锚索发生破断,锚固体完整性差。NPR和PR锚固体内部分别在预制裂隙倾角为75°和45°之前产生剪切破坏,超过此角度后则转变为张拉破坏。NPR锚固体自由面变形小且较为均匀,局部位移差较小,而PR锚固体自由面变形较大且不均匀,局部位移差较大。声发射特征显示,由于NPR锚索的持久约束作用,锚固体振铃计数更为均匀,而PR锚固体振铃计数较大值则集中在应变初期锚索破断时刻。

关键词: NPR锚索, 锚固体, 相似实验, 双轴压缩, 力学特性

中图分类号:

TD 32

缪澄宇, 崔力, 孙晓明, 谭雨泽, 李志虎, . 不同裂隙倾角NPR锚固岩体力学特性对比研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2025, 42(4): 779-788.

[1]	张雨, 杨维好, 杨志江, 丁莹, 张宸毅, 孙培鑫, 王宝生, 于庆博, 邹成. 深部高压冻结冰卸围压条件下力学特性及宏细观破坏机制研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2025, 42(4): 915-924.
[2]	吴鹏, 张连英, 郑亚东, 郭晓倩, 朱付强. 考虑温度与升温速率效应的砂岩细观损伤机制研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2025, 42(3): 696-707.
[3]	余伟健, 周明娟. 不同次裂隙数目条件下岩石力学特性及破坏模式[J]. 采矿与安全工程学报, 2025, 42(2): 394-403.
[4]	王树帅, 杨仁树, 李永亮, 岳中文. 风积沙胶结充填体力学特性与破坏特征研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2025, 42(2): 418-429.
[5]	许永震, 栾兆群, 徐兴奎, 王磊, 崔力, 缪澄宇, 孙晓明, . 深部预制裂隙锚固软岩拉-压力学特性数值模拟研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2024, 41(6): 1134-1147.
[6]	张健, 郭亮亮, 涂坤. 不同围压卸荷速率下砂岩力学特性数值试验研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2024, 41(3): 597-610.
[7]	弓昊, 李地元, 李铮, 胡皓宇. 基于CT扫描技术的煤试件力学特性及裂隙扩展规律研究#br#[J]. 采矿与安全工程学报, 2024, 41(3): 611-622.
[8]	段会强, 王超, 孙明. 煤岩组合体峰后卸加载力学特性及支护作用机理[J]. 采矿与安全工程学报, 2024, 41(2): 372-383.
[9]	杜凯, 陈天宇, 杨成祥, 徐允哲, 张洪铭, 刘华, 崔光磊, 刘立民, 王守国. 真三轴应力下铝土矿力学特性及变形破坏特征[J]. 采矿与安全工程学报, 2024, 41(1): 67-73.
[10]	王磊, 张帅, 刘怀谦, 陈礼鹏. 冲击载荷下含瓦斯煤力学特性与破坏特征[J]. 采矿与安全工程学报, 2023, 40(6): 1323-1334.
[11]	林海飞, 王裴, 李树刚, 李博涛, 罗荣卫, 秦雷. 液氮循环冻融作用下煤体渗透率演化规律及模型研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2023, 40(5): 1067-1077.
[12]	单鹏飞, 高健铭, 来兴平, 孙浩强, 杨攀, 代晶晶. 考虑初始损伤差异性的煤样声发射率响应研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2023, 40(4): 798-808.
[13]	伍永平, 汤业鹏, 解盘石, 胡博胜, 刘宝恒. 含煤线夹矸岩体力学特性及变形破坏特征的数值实验[J]. 采矿与安全工程学报, 2022, 39(6): 1198-1209.
[14]	查文华, 王荣荣 , 王京九 , 梁译文 , 杨国威, 刘小虎. 抗大变形麻花锚杆力学特性试验及数值模拟研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2022, 39(5): 940-950.
[15]	刘跃东, 康红普. 加卸载路径下含水泥岩力学行为和破坏形态研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2022, 39(5): 1011-1020.

不同裂隙倾角NPR锚固岩体力学特性对比研究

Comparative study on mechanical properties of NPR anchored rock mass with different fracture inclination angles

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价