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题名顶升可缩式GFRP管混凝土组合支柱承载力试验研究
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作者
王军
武兆龙
王港
吕顺章
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机构
山东建筑大学土木工程学院
空天信息大学(筹)科研部
山东建筑大学建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室
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出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第S1期50-62,共13页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52274121)
山东省自然科学基金面上资助项目(ZR2022ME162)
济南市“新高校20条”资助项目(202228106)。
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文摘
针对高地应力沿空巷道巷旁支护难题,提出了顶升可缩式GFRP(玻璃钢)管混凝土组合支柱结构,开展了不同上节管、径厚比、让压量下GFRP管混凝土组合支柱的室内轴压承载试验,系统分析了上节管材质、管径及让压结构对支柱承载性能的影响机制,组合支柱结构单位重量小,材料成本低,耐腐蚀性强,依据各支柱荷载−位移曲线、荷载−应变曲线及破坏特征对比分析了不同类别支柱的承载力与可缩性能。试验表明:顶升可缩式GFRP管混凝土组合支柱具备“增阻让压”性能,让压结构与核心混凝土耦合作用良好;GFRP管规格为ø220 mm×10 mm、ø270 mm×10 mm和ø320 mm×10 mm的相同长径比组合支柱,极限承载力为2180~3310 kN,极限可缩量为171~235 mm,达到让压结构初始高度(260 mm)的66%~90%,极限承载力与可缩量随GFRP管径增大而增加;为优化组合支柱受力结构,上节管材料选用钢管,GC−1、GC−2支柱极限承载力分别为2790 kN、2830 kN,极限可缩量分别为190 mm、195 mm,可缩式GFRP管−钢管混凝土组合支柱的承载性能及破坏特征较可缩式GFRP管混凝土组合支柱更优,组合支柱承载性能随钢管壁厚的增加而提高。基于支柱变形破坏特征分析了组合支柱协同承载机理并确定了不同类别组合支柱的极限破坏点,由此推导了顶升可缩式GFRP管混凝土组合支柱和可缩式GFRP管−钢管混凝土组合支柱的轴压极限承载力计算公式,预测组合支柱巷用承载力,为工程应用提供理论指导。
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关键词
沿空巷道
玻璃钢管混凝土
组合支柱
让压结构
轴压承载试验
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Keywords
roadway along gob
concrete-filled GFRP tube
composite column
pressure-relief structure
axial compression bearing test
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分类号
TU398.9
[建筑科学—结构工程]
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