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柔性注压锚杆结构及其力学性能研究

臧琳  
【摘要】: 柔性注压锚杆具有能够主动适应围岩运动,跟踪锚固力变化进行补偿,锚固力强,锚杆轻巧并可回收再利用,经济环保的优点。相对于传统锚杆容易出现与围岩粘结力不足、不适于支护易出现大变形的巷道或软岩,锚固力不稳定等现象。因此对于柔性注压锚杆的分析研究具有重要的理论意义和实用价值。本课题正是在此基础上提出的。 本文从柔性注压锚杆的地面实验出发,结合弹塑性力学,岩土力学等理论,运用有限元法对柔性注压锚杆进行接触分析,为该锚杆的设计及生产提供理论依据,并将模拟结果与理论数值和试验数值进行对比,相互验证,为模型的改进,锚杆结构的优化打下基础。本论文具体内容如下: 1.从柔性注压锚杆的锚固机理和锚固力特点出发,推导出各锚固力的计算方法。 2.进行地面试验,研究内注压力对锚杆许用拉拔载荷和抗剪切力的影响,以及锚杆密封性、承载稳定性试验和失效试验。并用井下试验数据对地面试验的正确性进行验证。 3.对锚固系统进行接触分析,通过改变一个参数,考察锚杆及围岩的应力、应变状况和接触应力的大小及分布,从而得出锚杆各设计参数对锚固系统的影响。 4.运用强度理论建立锚杆许用拉拔载荷的数学模型,并进行接触分析,得出各结构参数对锚杆许用拉拔载荷的影响


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