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本文主要通过相似模拟方法针对不同组合构件在不同锚杆数量和不同预紧力的条件下的应力场分布情况进行了研究,并取得以下成果：(1)设计并制作了锚杆支护应力场测试的大比例相似模拟试验台,并对试验台的性能进行了验证,证明其具有水平和垂直2个方向的对称性。(2)对于同一构件而言,预紧力越大,相应的应力场的分布范围越广,应力值也越大。(3)得出了100kN预紧力时,“无网+单根锚杆+托盘”的应力场的空间分布情况,应力场在空间上以层状分布,其宏观形态呈“石榴”状,在锚杆自由段两端会形成2个高应力集中区,在锚杆锚固段附近会形成一个拉应力区。(4)得出了无网/金属网/钢筋网时“2根锚杆+托盘/W形钢带/M钢带/钢筋梯梁/W钢护板/π形钢带/平钢带”的应力场的空间分布情况,2根锚杆时应力叠加作用明显,在围岩内部锚杆之间的应力可以在水平方向上连通。 (5)得出了“无网/金属网/钢筋网时4根锚杆+托盘”的应力场的空间分布情况,4根锚杆共同作用下,应力叠加作用充分,在空间上锚杆与围岩可以形成一个完整、连续且应力值较高的应力承载结构,在锚杆自由段两端点附近应力以垂直的层状分布。(6)以Z=0mm切片上的应力分布为基础,以30kPa、 60kPa、70kPa三个应力值为参考,对无网/金属网/钢筋网2根锚杆时不同构件的应力扩散效果做了对比,就预应力扩散而言,无网时,各构件对应力的扩散效果从强至弱依次为W钢带、W钢护板、平钢带、π形钢带,M形钢带、托盘、钢筋梯梁；金属网时,各构件对应力的扩散效果由强至弱依次为W钢带、W钢护板、π形钢带,托盘、平钢带、M形钢带、钢筋梯梁；钢筋网时,各构件对应力的扩散效果由强至弱依次为W形钢带、W钢护板、π形钢带,平钢带、托盘、M形钢带、钢筋梯梁。(7)在模型表面(Y=150mm)π形钢带、W形钢带、M钢带的应力扩散效果在其金属网和钢筋网时要比无网好,原因为网使构件与围岩的接触关系由“构件-围岩”变为“构件-网-围岩”,网可以形成一个夹层,增加构件中部与围岩的“显著”接触面积,使构件刚度大的优势得以发挥。