不同围岩刚度条件下锚杆的锚固性能与失效机制研究
薛飞1
林锺钦2
尉伟峰3
王天佐1
顾旭东1
1.绍兴文理学院 土木工程学院,浙江 绍兴 312000;绍兴文理学院 浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室,浙江 绍兴 3120002.绍兴文理学院 土木工程学院,浙江 绍兴 312000;绍兴文理学院 浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室,浙江 绍兴 312000;福州大学土木工程学院,福建 福州 3501083.浙江绍兴杭绍临空示范区开发集团有限公司,浙江 绍兴 312000;绍兴建科工程检测有限公司,浙江 绍兴 312071
摘要：为探究不同围岩刚度条件下锚杆的锚固性能和失效机制,采用不同规格套筒模拟硬岩、中硬岩和软岩刚度环境,开展了不同围岩刚度条件下锚杆拉拔测试,借助声发射(AE)、应变仪和数字图像相关技术(DIC)进行同步监测,分析了围岩刚度对锚杆的锚固强度、刚度和锚固失效模式的影响规律,揭示了拉拔过程中锚固界面声发射和剪应力分布特征以及套筒周向和轴向应变演化规律.结果表明:随着围岩刚度降低,锚杆的锚固强度和刚度逐渐减小,低围岩刚度下锚杆锚固强度和刚度仅为高围岩刚度条件下的 65%和 44%,在高刚度和中等刚度围岩条件下,锚固失效模式主要表现为锚杆-锚固剂界面滑移失效;而在低刚度围岩条件下,则主要表现为锚固剂-围岩界面滑移失效.拉拔荷载作用下,试样经历弹性、峰前屈服、峰后软化以及摩擦滑移 4个阶段,围岩刚度越低,峰前屈服阶段越明显.锚固界面脱粘始于峰值剪应力附近,位于锚杆中部偏下位置,且围岩刚度越小初始脱粘位置离锚杆中部越近.随着拉拔位移的增大,套筒周向应变呈先增大再减小最后趋于平缓的趋势.套筒轴向应变呈现为下部受压上部受拉,峰值应变位于套筒两端,上部受拉区域随拉拔位移的增大逐渐向下延伸,且轴向应变量随围岩刚度降低而增大.研究结果可为不同围岩刚度条件下锚杆的支护设计提供参考.
关键词：拉拔试验锚固性能界面失效模式声发射应变演化
分类号：TD443(矿山机械)
资助基金：国家自然科学基金(52104094)中国博士后科学基金面上资助项目(2022M721997)
论文发表日期：2024-12-28
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：12( 85-96 )
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