小孔径树脂锚索预应力损失试验研究与影响因素分析

"小孔径锚索预应力损失影响因素的试验研究" 这篇研究论文主要探讨了煤矿中使用的小孔径树脂锚固预应力锚索在实际应用中预应力损失的问题。预应力损失是影响锚索稳定性与安全性的关键因素，尤其是在小孔径锚索的情况下，这一问题更为突出。研究采用了理论分析、实验室实验以及井下试验相结合的方法，以深入理解预应力损失的机理和规律。 首先，论文分析了锚索在张拉和锁定过程中产生的预应力损失。锚索在安装过程中，由于锚口摩擦和锁定机制，会有一部分预应力转化为热能或其他形式的能量损失，这直接影响了锚索的最终有效预应力。其中，锚口摩擦损失是指锚索通过锚口时受到的阻力导致的预应力损失，而锁定损失则发生在锚索张拉完成后，由于锁定装置与锚索之间的相互作用所造成的。 其次，研究发现特定锚固体系存在一个最优限位距离。以直径为22mm的锚索为例，其最优限位距离在11至13mm之间。如果限位距离过小，当张拉油压在20至30 MPa范围内时，预应力锁定损失率将达到最大；相反，如果限位距离适当，随着张拉油压的增加，预应力锁定损失率会降低。 此外，论文还强调了其他影响预应力损失的因素，包括锚索的长度、张拉油压、张拉机具的质量、锚具的性能以及它们之间的匹配性。通常，锚索长度越短，预应力损失越大，因为更短的锚索更容易受到局部应力的影响。同时，张拉油压的选择也至关重要，过高或过低的压力都可能导致较大的预应力损失。 为了减少预应力损失并提高锚索的稳定性，论文提出了几项技术措施。首先，建议在施工前进行试验，以确定最佳限位距离，并对张拉设备（如千斤顶）进行必要的改造，以适应小孔径锚索的特性。其次，在预应力设计阶段，应考虑一定的超张拉，即在设定的预应力基础上额外施加压力，以补偿可能的损失。最后，对于围岩条件较差（如松软破碎）的情况，应增加托板、组合构件和护网的面积、强度和刚度，以增强锚索周围的支撑结构，减少因围岩变形造成的预应力损失。 这篇研究为理解和解决小孔径锚索预应力损失问题提供了科学依据，对于提高煤矿锚固工程的安全性和效率具有重要的实践意义。通过优化施工工艺和技术参数，可以显著降低预应力损失，从而提高锚索的稳定性和使用寿命。