基本信息
- 项目名称：
- 矿山巷道围岩锚杆支护承载能力估算方法研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文在考虑了锚固体长度、锚杆直径以及材料的力学参数对锚固层极限抗剪强度的影响后，通过建立在拉拔力作用下的锚固体模型，推导出了矿山巷道围岩锚杆支护的极限抗剪强度表达式，同时通过现场试验得到锚杆拉拔力与锚头位移的P-S曲线，并结合理论，得到了树脂锚固剂与煤岩之间的极限抗剪强度数值。
- 详细介绍：
- 大量室内试验、现场试验以及工程实践表明矿山巷道围岩锚固失效形式为岩体与灌浆体之间的界面上滑脱使得锚固系统失效，灌浆体与岩体界面的抗剪强度是直接影响锚杆应力分布和抗拔力的最主要因素，对岩体与锚固体的粘结强度的合理取值有很重要的意义，国内外许多学者进行了相关研究，张发明等从分析影响粘结强度的众多因素入手，提出了确定岩锚粘结强度的两种经验方法；我国长江科学院韩军等，提出了按岩石强度等级确定锚固体与岩体粘结强度的建议值等。Serrano A,Olalla C等根据Hoek-Brown准则推导了群锚破坏条件下的岩锚极限粘结强度的经验公式。上述办法为确定岩锚值之间的抗剪强度提供了一套简洁的办法。但是，一方面由于岩体条件的复杂性很难确定设计值取多大，再加上经验值不稳定，对于锚杆支护承载能力的估算并不够可靠；另一方面对锚杆直径，锚固体长度以及材料的力学参数对锚固层极限抗剪强度的影响没有充分考虑，与实际相比还存在着一定差异。 鉴于上述因素，本文通过建立在拉拔力作用下的锚固体模型，推导出了矿山巷道围岩锚杆支护的极限抗剪强度表达式，同时通过现场试验得到锚杆拉拔力与锚头位移的P-S曲线，并结合理论，得到了树脂锚固剂与煤岩之间的极限抗剪强度数值。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 为了更加准确的确定矿山巷道围岩锚杆支护的承载能力，本文通过建立在拉拔力作用下的锚固体模型，推导出了矿山巷道围岩锚杆支护的极限抗剪强度表达式，同时通过现场试验得到锚杆拉拔力与锚头位移的P-S曲线，并结合理论，得到了树脂锚固剂与煤岩之间的极限抗剪强度数值。
科学性、先进性及独特之处
- 在考虑了锚固体长度、锚杆直径以及材料的力学参数对锚固层极限抗剪强度的影响后，推导出了极限抗剪强度表达式，即锚固体的承载力。相于经验值的估算方法，本文提出的估算方法是建立在理论推导的基础上进行的，从而减少了矿山巷道围岩复杂条件对经验取值的不利影响。
应用价值和现实意义
- 在实际矿山工程中，通过现场试验测得锚杆拉拔力与锚头位移的P-S曲线，结合本文的数学表达式，便可快速得到了树脂锚固剂与煤岩之间的极限抗剪强度参考值，为矿山巷道围岩锚杆支护承载力的估算提供出一套可靠的科学估算方法
学术论文摘要
- 锚固体承载力的确定是矿山锚固设计中的核心问题之一，本文通过建立在拉拔力作用下的锚固体受力模型，推导出了矿山巷道围岩锚固体的极限抗剪强度表达式，并通过现场试验得到的P-S曲线与理论相结合，得到了树脂锚固剂与煤岩之间的极限抗剪强度参考值，为矿山巷道围岩锚杆支护承载力的估算提供了可靠的科学理论依据
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]张发明,陈祖煜,刘宁.岩体与锚固体间粘结强度的确定.岩土力学,2001,22(4):470-473. [2]韩军,程良奎.岩土体与锚固体间粘结强度.程良奎,刘启琛.岩土锚固工程技术的应用与发展.北京:万国学术出版社,1996:317-320. [3]吴志刚,方建生,崔雍.根据灌浆体与围岩（土）体间峰值粘结强度进行预应力锚索设计的探讨.岩土工程界,2006,9(7).
同类课题研究水平概述
- 岩体与锚固体的粘结强度的合理取值对锚杆支护承载能力的估算有很重要的意义，国内外许多学者进行了相关研究，张发明等从分析影响粘结强度的众多因素入手，提出了确定岩锚粘结强度的两种经验方法；我国长江科学院韩军等，提出了按岩石强度等级确定锚固体与岩体粘结强度的建议值等。Serrano A,Olalla C等根据Hoek-Brown准则推导了群锚破坏条件下的岩锚极限粘结强度的经验公式。上述办法为确定岩锚值之间的抗剪强度提供了一套简洁的办法。 但是，一方面由于岩体条件的复杂性很难确定设计值取多大，再加上经验值不稳定，对于锚杆支护承载能力的估算并不够可靠；另一方面对锚杆直径，锚固体长度以及材料的力学参数对锚固层极限抗剪强度的影响没有充分考虑，与实际相比还存在着一定差异。
