采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (5): 1079-1092.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0314

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不同支护方式锚固岩体结构强化强度及韧性效应研究

孙晓明1,2,3,齐振敏1,2,张勇1,2,3,缪澄宇4,郭志飚1,2   

  1. 1. 中国矿业大学(北京)内蒙古研究院,内蒙古鄂尔多斯017000;2.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;3. 煤矿灾害预防与处置应急管理部重点实验室,北京100083;4. 中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083
  • 出版日期:2026-09-15 发布日期:2026-09-22
  • 通讯作者: 齐振敏,E-mail: cumtbqzm@163com,Tel:19800306323
  • 作者简介:孙晓明(1970— ),男,北京市人,博士,教授,主要从事岩土工程方面的研究。
  • 基金资助:
    软岩大变形灾害控制创新团队项目(TD20240003);国家自然科学基金项目(52174096);国家自然科学基金青年基金项目(52304110);应急管理部重点科技计划项目(2024EMST070705)

Comparative study on structural strengthening and toughness enhancement effects of anchored rock mass under different support methods

  • Online:2026-09-15 Published:2026-09-22

摘要: 为明确不同支护结构锚固岩体力学特性,以万福煤矿千米深井巷道为工程实例,采用现场调研、室内试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,分析软岩巷道围岩变形破坏机制,揭示锚固岩体的结构强化强度及韧性效应。通过室内试验得到巷道所处中砂岩强度为80 MPa,应变为0.3%,2G-NPR锚索恒阻值约为420 kN,延伸率达到约27%。通过相似理论确定锚固岩体及支护结构力学参数,结合数值模拟分析不同岩石强度下无锚固、不同支护结构(锚索、锚索+钢带、锚索+钢带+锚网)锚固岩体力学特性,结果表明:随着锚索、锚索+钢带、锚索+钢带+锚网支护时强度提升率不断增大,峰值振铃计数不断降低,具有显著结构强化强度效应。同时由于2G-NPR锚索高强高韧的力学特性,2GNPR支护结构锚固岩体强度、韧性提高率、岩体损伤降低率均优于PR支护结构锚固岩体,其中2G-NPR锚索+钢带+锚网支护后强度、韧性提高率、岩体损伤降低率最为显著。进一步探究不同岩石强度下锚固岩体力学特性,随着岩石强度的增加,不同支护结构锚固岩体强度提高率及韧性提高率不断降低,由于2G-NPR锚索延伸率远高于PR锚索,PR支护结构锚固岩体韧性提高率处于较低水平,2G-NPR支护结构锚固岩体韧性提高率维持在较高状态。

关键词: 千米深井, 软岩巷道, 锚固岩体, 结构强化强度效应, 强度效应

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