动载扰动下锚固系统荷载传递及破坏演化规律数值模拟研究

来源 :河南理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:ytx45
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煤矿动力灾害是巷道围岩与锚固系统失稳的主要根源之一,但目前的许多研究都是在静态条件下完成的,对动载扰动下的研究较少。本文采用理论分析对静载拉拔作用下单一锚杆受力分布进行分析,采用FLAC3D数值模拟分别对动载扰动下单一锚杆、巷道围岩以及群锚巷道荷载传递及破坏规律进行模拟研究。结果表明,(1)在锚杆末端加载平行于杆体应力波作用下,锚固体末端首先发生破坏,破坏范围逐渐向拉拔端扩展;在锚固体侧面加载垂直于杆体应力波作用下,岩体首先产生塑性破坏,随后靠近加载一侧的锚固剂发生塑性变形,削弱整体锚固效果。(2)巷道围岩受到来自底板的剪切应力波扰动后,巷道顶板围岩水平应力峰值增大,峰值较扰动前远离顶板;巷道顶板下沉量随巷道埋深成正比关系。(3)来自掘进头的剪切应力波扰动后,群锚巷道锚杆的轴力均呈增长趋势,顶板中央位置锚杆轴力由102.05kN增至125.83kN,底板中央位置锚杆轴力由109.67kN增至132.92kN,位于底帮角处的锚杆轴力由71.06kN增至103.04kN;锚杆所受扰动影响随与扰动源距离增加而减弱。
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