以穿越煤岩分界面锚杆支护体为研究对象,研究不同影响因素对煤岩组合锚固体锚杆锚固性能的影响规律和作用机理,阐明不同因素影响下煤岩组合锚固体锚固界面损伤演化特征
锚杆锚固性能影响因素研究现状、锚杆锚固机理研究现状、锚杆锚固界面损伤演化研究现状
综合上述国内外研究现状,总结得出以下不足之处:现有研究大多局限于单一岩性条件下的锚杆锚固性能,而针对煤岩组合锚固体的研究相对较少;对于锚杆锚固界面损伤演化规律的研究也存在一定的局限性。
(1) 典型煤岩巷道围岩地质力学特征及锚杆锚固性能影响因素分析 (2) 不同因素影响下煤岩组合锚固体锚杆锚固性能 (3) 不同因素影响下煤岩组合锚固体拉拔过程中锚固界面损伤演化特征
矿井工程地质特征,包括煤岩层结构、地质构造等。
调研不同巷道变形特征及锚杆失效特征,包括变形模式、失效形式等。
开展不同埋深巷道地应力测试,包括垂直应力、水平应力等。
获得不同巷道顶底板围岩及煤层的各项物理力学参数,包括密度、弹性模量、泊松比等。
采用数值仿真根据地应力测试结果进行锚杆工作的应力环境反演,包括应力场分布、位移场分布等。
影响锚杆锚固性能的影响因素总结,主要为煤岩体强度、围压大小以及锚杆穿层锚固方式。
基于锚固界面剪切滑移模型,构建煤岩组合锚固体锚杆载荷传递分析模型。
3.2.1 不同煤岩强度比条件下煤岩组合锚固体中锚杆力学承载机制 3.2.2 不同围压大小条件下煤岩组合锚固体中锚杆力学承载机制 3.2.3 不同穿层锚固方式条件下煤岩组合锚固体中锚杆力学承载机制
推导出基于锚固界面非线性剪切滑移关系的锚杆应力分布特征方程并获得解析解。
4.1.1 相似模拟试验方案 4.1.2 相似材料配比的选择 4.1.3 相似材料强度验证 4.1.4 锚固体试样制备
4.2.1 围压拉拔试验系统 4.2.2 声发射监测系统
介绍试验方法及步骤。
4.4.1 锚杆拉拔力学特征 4.4.2 锚固体拉拔破坏特征
4.5.1 锚杆拉拔力学特征 4.5.2 锚固体拉拔破坏特征
4.6.1 锚杆拉拔力学特征 4.6.2 锚固体拉拔破坏特征
5.1.1 拉拔过程中声发射信号采集及分析原理 5.1.2 ABAQUS数值仿真原理 5.1.3 ABAQUS数值仿真模型建立及参数标定
5.2.1 拉拔过程中锚固界面声发射特征 5.2.2 煤岩组合锚固体锚固界面破坏特征数值仿真分析 5.2.3 煤岩组合锚固体锚固界面损伤演化特征
5.3.1 拉拔过程中锚固界面声发射特征 5.3.2 煤岩组合锚固体锚固界面破坏特征数值仿真分析 5.3.3 煤岩组合锚固体锚固界面损伤演化特征
5.4.1 拉拔过程中锚固界面声发射特征 5.4.2 煤岩组合锚固体锚固界面破坏特征数值仿真分析 5.4.3 煤岩组合锚固体锚固界面损伤演化特征
根据前文研究结果设计煤岩巷道支护优化设计流程。
根据煤岩巷道支护优化设计流程采用FLAC数值仿真进行验证。
主要研究结论包括锚杆锚固性能的影响因素、锚杆锚固界面损伤演化特征等。
煤岩组合锚固体锚固界面损伤演化规律,具体包括不同影响因素下的损伤演化特征。
不足之处及未来研究方向,包括进一步验证和扩展实验数据、优化支护设计方案等。