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题名高预紧力应力均布型锚杆在静-动载作用下的力学响应
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作者
侯俊领
李垂宇
黄童李
袁琳
刘世阳
黄平
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机构
安徽理工大学土木建筑学院
攀枝花学院
安徽理工大学矿业工程学院
淮南矿业(集团)有限责任公司
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出处
《中国安全科学学报》
北大核心
2025年第1期50-59,共10页
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基金
深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室开放基金资助(SKLMRDPC19KF03)。
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文摘
为解决因深部采动巷道强采动应力影响导致锚杆断锚、失锚现象发生的问题,有效提高锚杆预紧力,设计一款可施加高预紧力的应力均布型锚杆,综合采用理论分析、静载拉拔和落锤冲击试验、数值计算以及数字散斑相关法(DIC)等研究锚杆静载拉拔过程中载荷-位移分布特征,得到锚杆应力集中位置;采用Ansys数值模拟落锤冲击试验和霍普金森压杆(SHPB)冲击试验,研究锚杆在动载作用下的力学响应特征。研究结果表明:普通锚杆螺母螺纹变形沿着远离挤压面轴向呈指数降低,应变集中在螺纹前3圈,应力均布型锚杆可实现螺纹应变协调,力学环境良好;锚杆轴力变化分为上升区、震荡区、稳定区,当落锤冲量相同时,应力均布型锚杆可将冲击力降低为原来的64%,降低锚杆轴力振幅频率;应力均布型锚杆可降低应力波波形变化幅度及频率。该研究成果在朱集矿、潘二矿、丁集矿等深部巷道应用,锚杆未见断锚现象,对巷道围岩控制效果较好。
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关键词
预紧力
应力均布型锚杆
静载
动载
力学响应
数字散斑相关法(DIC)
锚杆破断
落锤冲击
霍普金森压杆(SHPB)
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Keywords
pre-tightening force
stress uniformly distributed anchor bolt
static load
movable load
mechanical response
digital image correlation(DIC)
bolt broken
drop hammer impact
Hopkinson pressure bar(SHPB)
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分类号
X936
[环境科学与工程—安全科学]
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