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管索组合结构及其力学性能研究
被引量：
14
1
作者
单仁亮
仝潇
+3 位作者
黄鹏程
原鸿鹄
鲍永生
刘楠
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期602-614,共13页
为防止在巷道围岩中锚索发生剪切破断,进一步提高锚索的抗剪强度,自主研发的管索组合结构能更好地提高围岩的抗剪强度及稳定性,该结构主要由C型钢管和锚索组成。在详细介绍了管索组合结构支护结构的基础上,为了更好地研究管索组合结构...
为防止在巷道围岩中锚索发生剪切破断,进一步提高锚索的抗剪强度,自主研发的管索组合结构能更好地提高围岩的抗剪强度及稳定性,该结构主要由C型钢管和锚索组成。在详细介绍了管索组合结构支护结构的基础上,为了更好地研究管索组合结构的力学性能,利用自主研发的新型管索拉剪试验系统分别对不同类型、不同预应力、不同索径的管索组合结构及纯锚索进行了室内力学特性试验,分别从受力-剪切位移曲线特征、支护构件类型影响和支护结构破断模式等方面对比分析了试验结果。结果表明,管索组合结构在剪切过程中经历孔壁岩石自由变形、孔壁岩石压缩C型管、C型管握裹锚索共同变形3个阶段;管索组合结构的剪切破断形式表现为拉伸破断和拉剪复合破断,其峰值剪力与预紧力呈负相关,且与纯锚索相比,管索组合结构的剪切塑性铰的轴向距离较大,管索组合结构的最大剪力、最大轴力以及整体结构变形能力均得到提高,提升率分别达到26.8%、3.5%和7.0%以上。试验结果表明,采用管索组合结构可以有效提高结构面的整体抗剪能力。当围岩发生变形破坏时,锚索与C型钢管的组合结构不仅可以增加整个支护系统的抗剪强度,而且可以同时提高锚索的抗拔能力,从而实现锚索+C型钢管1+1>2的支护效果,在巷道周围组成有效的围岩承载圈,实现巷道围岩的稳定。
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关键词
管索组合结构
锚索
双剪试验
剪切破断
剪切强度
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职称材料
管索组合结构支护新技术及其在深部大变形巷道应用研究
被引量：
7
2
作者
单仁亮
仝潇
+5 位作者
代卫林
王兆瑞
刘松
李泳臻
刘冬
陈明远
《矿业科学学报》
CSCD
2023年第1期39-49,共11页
随着煤矿开采深度的增加,巷道围岩应力环境恶化,围岩大变形及锚杆锚索破断问题更加突出,严重影响深部矿井生产安全。为了解决此类问题,本文针对锚杆锚索支护的优点及缺陷,基于管索组合结构与围岩相互作用机理,提出了管索组合结构支护新...
随着煤矿开采深度的增加,巷道围岩应力环境恶化,围岩大变形及锚杆锚索破断问题更加突出,严重影响深部矿井生产安全。为了解决此类问题,本文针对锚杆锚索支护的优点及缺陷,基于管索组合结构与围岩相互作用机理,提出了管索组合结构支护新技术。管索组合结构通过改善锚索自由段结构、优化其受力状态,使锚索具备较高轴向承载力,同时能够防止受岩石错动等横向作用而导致的锚索自由段破断,避免围岩失稳。通过室内剪切试验发现,管索组合结构的最大剪切荷载为普通锚索的1.27倍以上,平均最大剪切位移为普通锚索的1.16倍,表明管索组合结构具有良好的抗剪能力和剪切方向延展特性。基于九龙矿巷道的工程案例,通过现场监测和钻孔探测,分析了原支护方案下巷道的变形破坏特征,并将管索组合结构在深部大变形巷道进行了应用,现场监测结果表明,采用管索组合结构支护新技术能够有效控制围岩大变形。研究结果可为类似深部矿井支护提供参考。
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关键词
锚杆锚索
管索组合结构
支护作用
变形破坏特征
现场应用
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职称材料
加载速率对ACC结构抗剪性能的影响
3
作者
单仁亮
肖圣超
+4 位作者
宋威
柏皓博
李泳臻
赵鑫鹏
仝潇
《爆炸与冲击》
北大核心
2025年第6期154-166,共13页
通过试验和数值模拟分析,研究了锚索和新型管索组合结构(anchor cable with C-shaped tube,ACC)在不同加载速率下的双结构面剪切力学特性和变形破坏机制。在混凝土试块强度为55 MPa、预应力为200 kN的条件下,分别以2、10、20、30、40 mm...
通过试验和数值模拟分析,研究了锚索和新型管索组合结构(anchor cable with C-shaped tube,ACC)在不同加载速率下的双结构面剪切力学特性和变形破坏机制。在混凝土试块强度为55 MPa、预应力为200 kN的条件下,分别以2、10、20、30、40 mm/min的剪切位移加载速率进行双结构面剪切试验。试验以剪切变形曲线、结构峰值剪切荷载、钢丝破坏形态和结构面抗剪强度贡献为主要参数。结果表明:加载速率对结构的抗剪性能有显著的影响,在一定的加载速率区间内,受损伤累积速度和应变率强化效应的影响,结构分别表现出强度弱化和强度强化的特性,抗剪承载能力出现较大的变化。在结构面附近,支护结构表现出拉剪组合破坏现象,但由于ACC结构中C形管的存在,应力集中效应降低,试验曲线波动减弱,内部钢丝受剪切作用破坏的情况与锚索相比明显减弱。同时,以试验结果为基础构建的ACC结构双剪试验数值模型的准确性较高,动荷载试验的数值模拟结果表明,ACC结构形成的锚固系统具备良好的吸能效果,冲击能量越大,吸能效果越明显;且ACC结构在高速冲击作用下,表现出明显的应变率强化效应,冲击速度越高,抗剪承载能力越强。
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关键词
双
结构
面剪切试验
管索组合结构
变形破坏特性
冲击荷载
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职称材料
题名
管索组合结构及其力学性能研究
被引量：
14
1
作者
单仁亮
仝潇
黄鹏程
原鸿鹄
鲍永生
刘楠
机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期602-614,共13页
基金
国家自然科学基金项目(No.51474218)。
文摘
为防止在巷道围岩中锚索发生剪切破断,进一步提高锚索的抗剪强度,自主研发的管索组合结构能更好地提高围岩的抗剪强度及稳定性,该结构主要由C型钢管和锚索组成。在详细介绍了管索组合结构支护结构的基础上,为了更好地研究管索组合结构的力学性能,利用自主研发的新型管索拉剪试验系统分别对不同类型、不同预应力、不同索径的管索组合结构及纯锚索进行了室内力学特性试验,分别从受力-剪切位移曲线特征、支护构件类型影响和支护结构破断模式等方面对比分析了试验结果。结果表明,管索组合结构在剪切过程中经历孔壁岩石自由变形、孔壁岩石压缩C型管、C型管握裹锚索共同变形3个阶段;管索组合结构的剪切破断形式表现为拉伸破断和拉剪复合破断,其峰值剪力与预紧力呈负相关,且与纯锚索相比,管索组合结构的剪切塑性铰的轴向距离较大,管索组合结构的最大剪力、最大轴力以及整体结构变形能力均得到提高,提升率分别达到26.8%、3.5%和7.0%以上。试验结果表明,采用管索组合结构可以有效提高结构面的整体抗剪能力。当围岩发生变形破坏时,锚索与C型钢管的组合结构不仅可以增加整个支护系统的抗剪强度,而且可以同时提高锚索的抗拔能力,从而实现锚索+C型钢管1+1>2的支护效果,在巷道周围组成有效的围岩承载圈,实现巷道围岩的稳定。
关键词
管索组合结构
锚索
双剪试验
剪切破断
剪切强度
Keywords
anchor cable with c-shaped tube(ACC)
anchor cable
double shear test
shear failure
shear strength
分类号
TU451 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
管索组合结构支护新技术及其在深部大变形巷道应用研究
被引量：
7
2
作者
单仁亮
仝潇
代卫林
王兆瑞
刘松
李泳臻
刘冬
陈明远
机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
冀中能源峰峰集团宝峰矿业有限公司九龙矿
出处
《矿业科学学报》
CSCD
2023年第1期39-49,共11页
基金
国家自然科学基金(51474218
52274148)。
文摘
随着煤矿开采深度的增加,巷道围岩应力环境恶化,围岩大变形及锚杆锚索破断问题更加突出,严重影响深部矿井生产安全。为了解决此类问题,本文针对锚杆锚索支护的优点及缺陷,基于管索组合结构与围岩相互作用机理,提出了管索组合结构支护新技术。管索组合结构通过改善锚索自由段结构、优化其受力状态,使锚索具备较高轴向承载力,同时能够防止受岩石错动等横向作用而导致的锚索自由段破断,避免围岩失稳。通过室内剪切试验发现,管索组合结构的最大剪切荷载为普通锚索的1.27倍以上,平均最大剪切位移为普通锚索的1.16倍,表明管索组合结构具有良好的抗剪能力和剪切方向延展特性。基于九龙矿巷道的工程案例,通过现场监测和钻孔探测,分析了原支护方案下巷道的变形破坏特征,并将管索组合结构在深部大变形巷道进行了应用,现场监测结果表明,采用管索组合结构支护新技术能够有效控制围岩大变形。研究结果可为类似深部矿井支护提供参考。
关键词
锚杆锚索
管索组合结构
支护作用
变形破坏特征
现场应用
Keywords
bolt and anchor cable
anchor cable with C-shaped tube
supporting effect
deformation failure feature
field application
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
加载速率对ACC结构抗剪性能的影响
3
作者
单仁亮
肖圣超
宋威
柏皓博
李泳臻
赵鑫鹏
仝潇
机构
中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院
河北工程大学地球科学与工程学院
出处
《爆炸与冲击》
北大核心
2025年第6期154-166,共13页
基金
国家自然科学基金(52274148)。
文摘
通过试验和数值模拟分析,研究了锚索和新型管索组合结构(anchor cable with C-shaped tube,ACC)在不同加载速率下的双结构面剪切力学特性和变形破坏机制。在混凝土试块强度为55 MPa、预应力为200 kN的条件下,分别以2、10、20、30、40 mm/min的剪切位移加载速率进行双结构面剪切试验。试验以剪切变形曲线、结构峰值剪切荷载、钢丝破坏形态和结构面抗剪强度贡献为主要参数。结果表明:加载速率对结构的抗剪性能有显著的影响,在一定的加载速率区间内,受损伤累积速度和应变率强化效应的影响,结构分别表现出强度弱化和强度强化的特性,抗剪承载能力出现较大的变化。在结构面附近,支护结构表现出拉剪组合破坏现象,但由于ACC结构中C形管的存在,应力集中效应降低,试验曲线波动减弱,内部钢丝受剪切作用破坏的情况与锚索相比明显减弱。同时,以试验结果为基础构建的ACC结构双剪试验数值模型的准确性较高,动荷载试验的数值模拟结果表明,ACC结构形成的锚固系统具备良好的吸能效果,冲击能量越大,吸能效果越明显;且ACC结构在高速冲击作用下,表现出明显的应变率强化效应,冲击速度越高,抗剪承载能力越强。
关键词
双
结构
面剪切试验
管索组合结构
变形破坏特性
冲击荷载
Keywords
double structural surface shear test
anchor cable with C-shaped tube structures
deformation damage characteristics
impact load
分类号
O383 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
管索组合结构及其力学性能研究
单仁亮
仝潇
黄鹏程
原鸿鹄
鲍永生
刘楠
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
14
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
管索组合结构支护新技术及其在深部大变形巷道应用研究
单仁亮
仝潇
代卫林
王兆瑞
刘松
李泳臻
刘冬
陈明远
《矿业科学学报》
CSCD
2023
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
加载速率对ACC结构抗剪性能的影响
单仁亮
肖圣超
宋威
柏皓博
李泳臻
赵鑫鹏
仝潇
《爆炸与冲击》
北大核心
2025
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