矿用锚索腐蚀程度对其力学性能影响特征数值模拟研究
刘少伟1
牛帅2
贺德印2
李旭泽3
张玮钰2
1.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 4540002.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 4540003.陕西富源煤业有限公司,陕西 延安 727500
摘要：由高强度低松弛预紧力钢绞线制成的矿用锚索与树脂胶结合可提供强大预应力,加固巷道围岩和顶板破碎煤层,但在顶板淋水条件下,锚索自由段相比锚固段更易发生材料腐蚀致断裂失效显现.通过理论分析明晰了受腐蚀锚索自由段在拉伸作用下裂纹扩展致断裂机制,结合实验室试验与数值模拟探寻了矿用锚索在高矿化度矿井水淋水环境下腐蚀断裂特征,及蚀坑深度、表面腐蚀率与锚索自由段延伸率、极限载荷的相关性.研究结果表明:锚索自由段在拉伸作用下受环境因素影响表面产生蚀坑后,在蚀坑尖端出现应力集中,并衍生呈裂纹扩展致脆性断裂,其延伸率与蚀坑深度成负相关;锚索极限载荷降低的主要影响因素为腐蚀率,其与腐蚀率成负相关;锚索自由段腐蚀程度为 30%,表面蚀坑深度小于 0.5 mm时,19 股结构锚索承载力优于相同直径的 7股锚索;蚀坑深度大于 0.5 mm时,7 股结构锚索承载力实现反超.
关键词：矿用锚索淋水腐蚀蚀坑深度腐蚀率极限载荷
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：中原科技创新领军人才资助项目(244200510013)国家自然科学基金(52074102)河南省高校科技创新团队支持计划资助项目(23IRTSTHN007)
论文发表日期：2024-10-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 77-90 )
英文信息