预应力锚杆端部受激振动特性的理论与实验研究

采矿与安全工程学报 ›› 2015, Vol. 32 ›› Issue (5): 748-752.

预应力锚杆端部受激振动特性的理论与实验研究

湖南科技大学能源与安全工程学院，煤矿安全开采技术湖南省重点实验室，湖南湘潭 411201

收稿日期:2013-12-23 出版日期:2015-09-15 发布日期:2019-09-02
作者简介:李青锋(1970—)，男，湖南省新宁县人，副教授，博士，从事矿山工程检测与监测方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51274096，51374104)；煤矿安全开采技术湖南省重点实验室开放基金项目(201205)

Theoretical and experimental research on the vibration characteristics excited at the end of pre-stressed rock-bolt

Received:2013-12-23 Online:2015-09-15 Published:2019-09-02

摘要/Abstract

摘要： 为了提高预应力锚杆预应力的随机、无损动力检测精度，首先根据预应力锚杆对围岩的加载力学特点，提出了预应力锚杆的预应力无损动力检测力学模型；然后基于弹性动力学和结构动力学对预应力锚杆外端受激振动力学模型进行理论分析，得到了预应力锚杆的预应力计算式；最后以混凝土试块模拟围岩，并在混凝土试块预留孔中锚固了树脂锚杆，采用动力测试仪对无预应力和有预应力锚杆进行无损动力测试。结果表明，悬臂梁式动力学模型符合预应力锚杆外端受激振动力学特点，测试误差基本满足现场要求。

关键词: 锚杆支护, 预应力, 无损动力检测, 悬臂梁

Abstract: In order to improve the random and non-destructive dynamic detection accuracy of pre-stress of rock-bolt, according to pre-stressed rock-bolt mechanical characteristics loaded on the surrounding rock, the mechanical model of non-destructive dynamic detection of pre-stress of rock-bolt has been firstly put forward. Secondly, based on elastic dynamics and structural dynamics, the theoretical analysis of vibration mechanical model of pre-stressed rock-bolt has been presented when it is stimulated at its outer end, and the pre-stress formula of pre-stressed rock-bolt has been obtained. Finally, with the simulation of surrounding rock with concrete block, and anchored resin rock-bolt in the reserved hole of concrete block, the non-prestressed and prestressed rock-bolt have been detected by non-destructive dynamic detection instrument. The result has shown that the cantilever dynamics model is consistent with vibration mechanics characteristics of pre-stressed rock-bolt when stimulated at its outer end, and that test error basically meets the requirement of the field.

Key words: bolting support, pre-stress, non-destructive dynamic testing, cantilever beam

李青锋，朱川曲. 预应力锚杆端部受激振动特性的理论与实验研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2015, 32(5): 748-752.

LI Qingfeng，ZHU Chuanqu. Theoretical and experimental research on the vibration characteristics excited at the end of pre-stressed rock-bolt[J]. Journal of Mining & Safety Engineering, 2015, 32(5): 748-752.

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