【碩士】錨桿受力對巷道圍巖松動圈內巖塊連接數值模擬

內容簡介

　　摘要：巷道開挖后，圍巖會形成一個松動圈，產生卸載現(xiàn)象，松動圈內巖體不再承受上覆巖層的載荷，只承受自身的重力載荷。如果巷道頂板為層狀巖體，在松動圈內會形成砌體結構，若砌體結構不能自穩(wěn)，可向其內部打錨桿幫其穩(wěn)定。本文基于有限元法模擬了全長粘結式錨桿的受力特點，得到錨桿在拉拔作用下的剪應力分布規(guī)律及其與巖性的關系；基于圍巖松動圈理論和砌體梁“S-R”穩(wěn)定性理論，對位于松動圈內巖體卸載形成的砌體結構進行錨桿支護，建立了錨桿支護巖塊連接體的數值模型，模擬分析了錨固體中錨桿和巖塊的相互作用關系、錨固體應力分布規(guī)律和錨桿的受力特點。 1）全長粘結式錨桿的最大剪應力數值大且靠近孔口；巖體越堅硬，剪應力分布越集中，巖體越松軟，剪應力分布越均勻。 2）錨固體的應力分布集中在接觸鉸點處。通過錨桿的軸向應力分布曲線，說明錨桿受力在連接巖塊接觸面最大，其它部分較小。對兩層錨固體，錨桿受拉應力作用；對三層及三層以上錨固體，兩側錨桿受壓應力作用，中間錨桿受拉應力作用。 3）通過模擬錨桿受力最大值隨巖體彈性模量、粘聚力的變化，歸納出巖體彈性模量與錨桿受力成一定的比例，而粘聚力的大小對錨桿受力狀態(tài)影響較小，可以忽略。運用錨固體中錨桿的安全狀態(tài)表達式對模擬得結果進行驗算，說明錨固體是穩(wěn)定的?！　?

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