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锚杆端部形态对锚固居中度影响分析及优化试验研究
被引量：
1
1
作者
侯彪
鞠文君
+4 位作者
张镇
褚晓威
潘坤
王银伟
杨鸿智
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第S2期633-646,共14页
锚杆支护以其独特的优越性被广泛应用于地下工程建设支护当中,随着工程深度的增加以及地质条件的复杂多变对锚杆锚固性能提出了更高要求,锚杆锚固偏心现象普遍存在于岩土及地下支护工程中,对锚固系统工作性能存在一定的不利影响。采用...
锚杆支护以其独特的优越性被广泛应用于地下工程建设支护当中,随着工程深度的增加以及地质条件的复杂多变对锚杆锚固性能提出了更高要求,锚杆锚固偏心现象普遍存在于岩土及地下支护工程中,对锚固系统工作性能存在一定的不利影响。采用理论分析、数值模拟和实验室试验等方法,初步研究了螺纹钢锚杆不同端部形态对锚杆居中度的影响机制,明晰了锚杆偏心对锚固性能的影响特征,基于自主设计的不同端部形态锚杆,对锚杆锚固偏心问题的控制对策进行了有效探索。理论分析表明:锚杆端部形态对锚固居中度的影响较大。锚杆锥形尖端容易刺破锚固剂封袋,在钻进搅拌锚固剂时减小了锚固过程中的阻力,同时端部凸出齿轮部分能够固定锚杆钻进搅拌锚固剂过程中相对锚固孔的位置,提高锚杆居中度。数值模拟分析发现,在光滑和粗糙锚固孔条件下,齿轮形和伞齿形端部锚杆相较于原型和锥形端部锚杆的运动轨迹更接近锚固孔中心位置,居中率提高约85%。由试验可知,水平锚固时锚杆偏心程度要高于竖直锚固时,而齿轮形和伞齿形端部在锚固过程中能够限制锚杆的运动轨迹,锚杆基本不会出现偏心现象,且锚固终态时锚杆居中效果较好,其居中度相较于原型端部分别提升81.9%、86.7%左右,锚固力分别提升了16.7%、22.1%左右;锥形端部锚杆居中度相较于原型端部锚杆提升8.4%左右,锚固力提升7.9%左右。研究成果对于提高锚杆锚固居中度、改善锚固性能具有一定的理论与工程应用价值。
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关键词
螺纹钢锚杆
树脂
锚固
端部形态
居中度
锚固可视化
在线阅读
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职称材料
螺纹钢锚杆搅拌树脂锚固剂端部形态优化试验研究
被引量：
5
2
作者
刘少伟
崔磊
+4 位作者
马念杰
姜彦军
李永恩
彭博
卢运海
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期1501-1511,共11页
常用的树脂锚固剂是实现螺纹钢锚杆与围岩黏结的重要介质,其工作性能对锚固质量存在重要影响,螺纹钢锚杆端部搅拌树脂锚固剂是锚固的关键步骤。为明晰螺纹钢锚杆端部搅拌树脂锚固剂问题,基于已有成果分析了螺纹钢锚杆搅拌端部类型,重点...
常用的树脂锚固剂是实现螺纹钢锚杆与围岩黏结的重要介质,其工作性能对锚固质量存在重要影响,螺纹钢锚杆端部搅拌树脂锚固剂是锚固的关键步骤。为明晰螺纹钢锚杆端部搅拌树脂锚固剂问题,基于已有成果分析了螺纹钢锚杆搅拌端部类型,重点对双楔形端部搅拌树脂锚固剂进行了力学分析,得到了加制“V”型槽双楔形搅拌端效果良好的理论基础。锚杆端部加制“V”型槽有助于锚杆端头刺入锚固剂封袋,增加锚固剂所受的旋转力,更好破坏锚固剂封袋,增强锚固剂的搅拌效果;拉拔实验发现,双楔形角在60°~75°,随着双楔形角的增大,锚杆的拉拔力有逐渐递增的趋势,在双楔形端部加制“V”型槽的螺纹钢锚杆锚固时,平均拉拔力峰值比未加制“V”型槽的提高了22%,比传统原型锚杆提高了62%,相比于锚杆有横肋双楔形搅拌端,无横肋双楔形搅拌端的平均拉拔力峰值下降了约16%;通过高速动态非接触全场应变测试系统观察搅拌过程发现,锚杆原型搅拌端搅拌锚固剂时其封袋是被搅拌端挤压、摩擦破坏的,且破坏过程中锚固剂封袋几乎没有发生扭曲;锚杆单楔形搅拌端搅拌锚固剂时锚杆单楔形尖端从锚固剂与孔壁之间的空隙插入,将锚固剂推入孔壁的一侧进行挤压、旋转,并从锚固剂侧面破袋;锚杆双楔形搅拌端搅拌锚固剂时,双楔形端部使锚固剂封袋顶部产生凹陷、挤压、扭曲,最终使锚固剂封袋破坏,在双楔形端部加制“V”型槽后,锚固剂封袋发生更大扭曲,更有助于破坏锚固剂封袋,使树脂胶泥与固化剂充分混合,提升搅拌效率。
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关键词
螺纹钢锚杆
树脂
锚固
剂
杆体端部优
化
锚固
过程
可视
化
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职称材料
题名
锚杆端部形态对锚固居中度影响分析及优化试验研究
被引量：
1
1
作者
侯彪
鞠文君
张镇
褚晓威
潘坤
王银伟
杨鸿智
机构
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
煤炭科学研究总院开采研究分院
中煤科工开采研究院有限公司
出处
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第S2期633-646,共14页
基金
国家自然科学基金资助项目(51774186,52004126)
中国煤炭科工集团科技创新创业资金专项面上资助项目(2018MS021)。
文摘
锚杆支护以其独特的优越性被广泛应用于地下工程建设支护当中,随着工程深度的增加以及地质条件的复杂多变对锚杆锚固性能提出了更高要求,锚杆锚固偏心现象普遍存在于岩土及地下支护工程中,对锚固系统工作性能存在一定的不利影响。采用理论分析、数值模拟和实验室试验等方法,初步研究了螺纹钢锚杆不同端部形态对锚杆居中度的影响机制,明晰了锚杆偏心对锚固性能的影响特征,基于自主设计的不同端部形态锚杆,对锚杆锚固偏心问题的控制对策进行了有效探索。理论分析表明:锚杆端部形态对锚固居中度的影响较大。锚杆锥形尖端容易刺破锚固剂封袋,在钻进搅拌锚固剂时减小了锚固过程中的阻力,同时端部凸出齿轮部分能够固定锚杆钻进搅拌锚固剂过程中相对锚固孔的位置,提高锚杆居中度。数值模拟分析发现,在光滑和粗糙锚固孔条件下,齿轮形和伞齿形端部锚杆相较于原型和锥形端部锚杆的运动轨迹更接近锚固孔中心位置,居中率提高约85%。由试验可知,水平锚固时锚杆偏心程度要高于竖直锚固时,而齿轮形和伞齿形端部在锚固过程中能够限制锚杆的运动轨迹,锚杆基本不会出现偏心现象,且锚固终态时锚杆居中效果较好,其居中度相较于原型端部分别提升81.9%、86.7%左右,锚固力分别提升了16.7%、22.1%左右;锥形端部锚杆居中度相较于原型端部锚杆提升8.4%左右,锚固力提升7.9%左右。研究成果对于提高锚杆锚固居中度、改善锚固性能具有一定的理论与工程应用价值。
关键词
螺纹钢锚杆
树脂
锚固
端部形态
居中度
锚固可视化
Keywords
rebar bolts
resin anchoring
bolt end morphology
eccentricity
visualization of the anchoring process
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
螺纹钢锚杆搅拌树脂锚固剂端部形态优化试验研究
被引量：
5
2
作者
刘少伟
崔磊
马念杰
姜彦军
李永恩
彭博
卢运海
机构
河南理工大学能源科学与工程学院
煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
河南省新郑煤电有限责任公司
神华国能集团有限公司煤炭管理部
四川省煤炭产业集团公司
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期1501-1511,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(52074102,51674098)
河南省自然科学杰出青年基金资助项目(212300410006)。
文摘
常用的树脂锚固剂是实现螺纹钢锚杆与围岩黏结的重要介质,其工作性能对锚固质量存在重要影响,螺纹钢锚杆端部搅拌树脂锚固剂是锚固的关键步骤。为明晰螺纹钢锚杆端部搅拌树脂锚固剂问题,基于已有成果分析了螺纹钢锚杆搅拌端部类型,重点对双楔形端部搅拌树脂锚固剂进行了力学分析,得到了加制“V”型槽双楔形搅拌端效果良好的理论基础。锚杆端部加制“V”型槽有助于锚杆端头刺入锚固剂封袋,增加锚固剂所受的旋转力,更好破坏锚固剂封袋,增强锚固剂的搅拌效果;拉拔实验发现,双楔形角在60°~75°,随着双楔形角的增大,锚杆的拉拔力有逐渐递增的趋势,在双楔形端部加制“V”型槽的螺纹钢锚杆锚固时,平均拉拔力峰值比未加制“V”型槽的提高了22%,比传统原型锚杆提高了62%,相比于锚杆有横肋双楔形搅拌端,无横肋双楔形搅拌端的平均拉拔力峰值下降了约16%;通过高速动态非接触全场应变测试系统观察搅拌过程发现,锚杆原型搅拌端搅拌锚固剂时其封袋是被搅拌端挤压、摩擦破坏的,且破坏过程中锚固剂封袋几乎没有发生扭曲;锚杆单楔形搅拌端搅拌锚固剂时锚杆单楔形尖端从锚固剂与孔壁之间的空隙插入,将锚固剂推入孔壁的一侧进行挤压、旋转,并从锚固剂侧面破袋;锚杆双楔形搅拌端搅拌锚固剂时,双楔形端部使锚固剂封袋顶部产生凹陷、挤压、扭曲,最终使锚固剂封袋破坏,在双楔形端部加制“V”型槽后,锚固剂封袋发生更大扭曲,更有助于破坏锚固剂封袋,使树脂胶泥与固化剂充分混合,提升搅拌效率。
关键词
螺纹钢锚杆
树脂
锚固
剂
杆体端部优
化
锚固
过程
可视
化
Keywords
rebar bolts
resin
optimization bolt end
visualization of the anchoring process
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
锚杆端部形态对锚固居中度影响分析及优化试验研究
侯彪
鞠文君
张镇
褚晓威
潘坤
王银伟
杨鸿智
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
2
螺纹钢锚杆搅拌树脂锚固剂端部形态优化试验研究
刘少伟
崔磊
马念杰
姜彦军
李永恩
彭博
卢运海
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
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