采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (6): 1292-1301.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0235

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锚杆(索)预紧力转化与损失规律研究及工程应用

徐强1,2,夏泽1,2,姚强岭1,2,李学华1,2,都书禹1,2   

  1. 1. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州221116;
    2. 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室,江苏徐州221116
  • 出版日期:2025-11-15 发布日期:2025-11-19
  • 通讯作者: 夏泽,E-mail: cumt_xiaze@cumt.edu.cn,Tel: 13685135589
  • 作者简介:徐强(1992— ),男,山东省邹城市人,博士,博士后,从事岩石力学与岩层控制方面的研究。
  • 基金资助:
     国家自然科学基金项目(52404153);江苏省自然科学基金项目(BK20241649)

Experimental study and field application of transformation and loss patterns of bolt and cable pretension force

  • Online:2025-11-15 Published:2025-11-19

摘要: 锚杆(索)预紧力是影响巷道围岩稳定性的关键参数,其转化效率与损失规律直接关系到支护系统的性能与工程安全。针对现阶段预紧力转化效率低、损失显著等问题,基于大型类岩物理模型,系统开展不同锚固长度(35,49,70 cm)与偏转角度(0°,15°)条件下的锚杆预紧力加载试验。结果表明:适中的锚固长度(49 cm)转化效率最佳,过短或过长均不利于预紧力有效转化;偏转角度对短锚固锚杆有积极作用,但对长锚固锚杆可能产生不利影响。锚索方面,通过对加载、卸载和围岩变形3个阶段的预紧力演化过程分析,识别出摩阻衰减、弹性回缩及围岩适应性变形为主要损失机制,其中张拉过程中的界面摩擦、张拉泵卸载过程中的弹性回缩导致的预紧力损失可达50%。现场工程试验表明,采用高预紧力加载能有效提升支护系统稳定性,保障工作面安全高效回采。研究成果为高预紧力支护技术的优化设计与工程应用提供了理论支撑和数据参考。

关键词: 锚杆(索), 预紧力转化, 预紧力损失, 大型模型试验, 围岩控制

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