采矿与安全工程学报 ›› 2024, Vol. 41 ›› Issue (6): 1158-1169.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2023.0063

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约束混凝土支顶护帮柱力学性能试验研究与应用

杨军1,2,李长江1,2,辛忠欣3,王鸣子1,2,

李东浩1,2,刘宇轩1,2,李鲁宁1,2
  

  1. 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;
    3. 山东大学岩土与结构工程研究中心,山东济南250061
  • 出版日期:2024-11-15 发布日期:2024-11-29
  • 通讯作者: 杨军,E-mail: yjlr@163.com,Tel: 13811786304
  • 作者简介:杨军(1979— ),男,山东省泰安市人,博士,教授,从事无煤柱自成巷及矿山井巷支护等方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52074298)

Experimental study and application on mechanical properties of confined concrete column for roof and gangue rib support

  • Online:2024-11-15 Published:2024-11-29

摘要: 针对无煤柱自成巷中,切顶护帮支架作为控制顶板变形、保证碎石帮稳定的关键手段,存在造价成本高、数量较少、只能作为临时支护接续使用的问题,提出以圆钢管轻骨料约束混凝土支顶护帮柱(CCLC)替换切顶护帮支架的支护技术。开展CCLC与现场常用支护结构U29型钢的偏压力学性能对比试验,结合数值计算方法,研究不同截面参数和材料强度对CCLC力学性能的影响。结果表明:在相同含钢量的情况下,CCLC试件的极限承载力为U29型钢试件的1.95~2.25倍,初始刚度为U29型钢试件的1.34~1.77倍;在不同钢管壁厚、钢管外径、混凝土强度和钢材强度方案中,CCLC极限承载力增长率分别为29%~106%,173%~954%,4%~14%,15%~28%,钢管外径对CCLC的极限承载力的影响更为显著。基于上述研究成果,综合考虑性价比及现场施工情况对CCLC进行选型设计,并在工程现场应用约束混凝土支护技术,取得良好的应用效果。

关键词: 无煤柱自成巷, 支顶护帮柱, 轻骨料约束混凝土, 力学性能, 工程应用

中图分类号: