全长粘结式锚杆与围岩协同承载机理研究

发布时间：2023-06-28 06:03

　　粘结式锚杆支护由于其显著的锚固效果已经成为围岩稳定控制的重要手段,但对于其锚固作用机理仍缺乏统一的认识。已有的研究多数将锚杆与围岩作为单独个体分别讨论,忽略了锚杆与围岩作为统一整体的本质特征。本文针对锚杆与围岩协同承载机理这一科学问题,以全长粘结式锚杆为研究载体,将锚杆与围岩作为统一对象,采用物理模拟试验和数值模拟的方法,对不同锚固变量下锚固体的受力特征、变形情况和能量演化规律进行分析,基于协同学的观点从能量角度建立锚固协同效应评价模型,探究全长粘结式锚杆与围岩的协同承载机理。主要研究成果如下:(1)基于相似准则,选用不同的材料模拟软岩和硬岩,通过基本力学测试确定配比并制备模型试样;根据研究内容设计了物理模拟系统,运用先进的数字照相变形量测技术和动态光纤光栅应力测量技术实现了对锚固体模型的加载和数据采集功能。(2)通过物理模拟试验得到了不同围岩条件和锚杆布置方式下锚固体承载能力的影响规律。软岩与硬岩力学特性差异明显,软岩承载能力与储能能力均不及硬岩;加锚围岩的峰值强度、弹性模量和应变能储量均有所提高,体现出正向协同效应,软岩尤为明显;过高的锚杆布置密度会促进裂隙的发育,使锚杆与围岩的协...

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 问题的提出
    1.2 研究现状
    1.3 研究目的、内容及技术路线
2 物理模型及试验系统
    2.1 模型参数的确定
    2.2 相似材料的研制
    2.3 加载及数据采集系统
    2.4 锚固体模型制备
    2.5 本章小结
3 全长粘结式锚杆与围岩协同承载机理物理模拟研究
    3.1 物理模拟试验方案
    3.2 围岩特性对承载能力的影响
    3.3 锚杆布置方式对承载能力的影响
    3.4 锚杆与围岩协同承载效应分析
    3.5 本章小结
4 全长粘结式锚杆与围岩协同承载机理数值模拟研究
    4.1 数值模型建立和数值模拟试验方案
    4.2 强度及能量演化特征分析
    4.3 裂隙扩展及变形特征分析
    4.4 锚杆轴力分布及应力演化特征分析
    4.5 锚杆与围岩协同承载效应分析
    4.6 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3836123