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中空锚杆厂家理论分析、数值模拟与井下试验研究成果表明

发布时间:2021-01-30 标签: 中空锚杆 矿用锚杆 浏览量:33次
中空锚杆厂家理论分析、数值模拟与井下试验研究成果表明,提高系统的刚度非常重要.主要技术途径有2个方面

中空锚杆厂家理论分析、数值模拟与井下试验研究成果表明,提高系统的刚度非常重要.主要技术途径有2个方面:①给锚杆施加较大的预应力,并通过托板、钢带等构件实现预应力扩散;②采用加长锚固或全长锚固,能及时抑制离层与错动的产生.特别是锚杆预应力在支护系统中起决定性作用.
锚杆预应力涉及以下几个定义:①锚杆预紧力.在锚杆安装过程中,对锚杆杆体施加的轴向拉力(kN);②锚杆预紧力矩.在锚杆安装过程中,对锚杆螺母施加的力矩(N・m);③锚杆预应力.在锚杆安装过程中,对锚杆杆体施加的轴向拉应力(MPa).锚杆预应力等于锚杆预紧力与杆体横截面积的比值.
锚杆(索)预应力的重要性,在岩土加固工程中已经得到广泛认可与重视.在交通、水利、水电、基坑及岩土边坡一程中,中空锚杆厂家(索)和全长锚固锚杆相结合的加固方式最为普遍。如三峡永久船闸边坡锚索的拉力值达3MN;混凝土重力坝采用拉力值为2.4一8.0MN的预应力锚索加固;基坑的数值模拟表明,提高锚索预应力,可有效减小塑性区.
在20世纪70年代末,美国首次将涨壳式锚头与树脂锚固剂联合使用,并采用减摩塑料垫圈实现了锚杆的高预应力.目前,美国矿山巷道的锚杆预紧力一般为lOOkN,可达到锚杆杆体屈服载荷的50%- 75%.高预应力锚杆显著提高了顶板的稳定性,大大降低了冒顶事故.美国矿山之所以取得如此支护效果,源于3个方面的原因:①从机理上认识到锚杆预应力的重要作用;②锚杆加工精度高,螺纹预紧力矩与预紧力的转换系数高;③采用性能优越的锚杆施工机具,在锚杆安装过程中能够实现高预应力.
受美国巷道锚杆支护设计理念的影响,我国学者对锚杆预应力的作用也有一定的研究.郑雨天、朱浮声的研究结果表明,当锚杆预应力达60一70kN时,就可有效控制巷道顶板下沉.陈庆敏等提出基于水平地应力的“刚性’,梁结构,认为当锚杆预应力达到一定程度时,可使锚杆长度范围内和长度以上的顶板离层消除.张农等也对锚杆预应力的作用进行了研究。自1996年我国煤矿推广应用小孔径预应力树脂锚固锚索以来,取得良好支护效果。不仅因为锚索锚固深度大,更主要的是锚索可以施加较大的预应力,抑制了围岩的离层、滑动等有害变形.
中空锚杆厂家预应力的认识还很不够.往往通过增加锚杆密度提高支护效果,导致锚杆支护密度过大,支护系统的作用不能充分发挥,而且影响巷道施工速度.此外,国内现有锚杆螺纹加工精度低、施工机具扭矩小,不能实现高预应力也是一个重要原因.因此,有必要从理论上进一步深入研究高预应力支护体系的作用机理,为支护设计提供可靠依据.同时应开发研制高预应力施工机具与高加工精度的锚杆材料,使锚杆支护真正实现主动、及时支护,实现从低强度、高强度到高刚度、高预应力支护的跨越