U型约束混凝土拱架轴压试验研究与应用

"该研究主要探讨了矿用U型约束混凝土拱架在轴压力下的短柱试验，旨在理解其基本力学性能并评估其在矿井支护中的应用潜力。研究人员通过设计轴压短柱试验，分析了U型约束混凝土（UCC）短柱的变形破坏形态、荷载-应变曲线、极限承载力以及声发射响应特征，同时深入研究了核心混凝土的破裂机理。试验结果显示，UCC短柱表现出整体塑性失稳的破坏模式，荷载-应变曲线分为四个阶段，具有良好的延性和后期承载能力，极限承载力显著提升，经济效益增强。此外，通过声发射技术观察到四个不同的活动阶段，揭示了约束混凝土短柱的受力、变形和破坏过程。在现场应用中，U型约束混凝土拱架在深部软岩巷道的支护中展现出优于传统U型钢拱架的控制效果。" 在这篇论文中，作者详细介绍了针对矿用U型约束混凝土拱架进行的轴压短柱试验。U型约束混凝土是一种特殊的混凝土结构，它在U型钢的约束下能够提高混凝土的承载能力和韧性。试验的核心目标是评估这种新型拱架在矿业工程中的适用性和性能优势。 首先，试验关注的是UCC短柱的变形破坏形态。UCC短柱在受轴压力作用时，呈现出整体塑性失稳的特点，这意味着它在破坏前有较大的变形能力，这种特性对于地下工程的支护尤其重要，因为它可以吸收和分散地压，防止突然的结构失效。 其次，荷载-应变曲线的分析揭示了UCC短柱的受力性能。曲线分为四个阶段，即初始加载、线性弹性阶段、非线性强化阶段和最终的局部破坏阶段，这表明UCC短柱在达到极限承载力之前有良好的变形能力，且在破坏后仍有一定的承载力，这增强了其在实际应用中的安全性。 此外，通过声发射技术，研究人员能够监测混凝土内部的微裂纹形成和发展，从而了解UCC短柱的破坏过程。声发射活动的四个阶段对应于混凝土内部应力状态的变化，为理解核心混凝土的破裂机理提供了直接证据。 最后，论文指出UCC短柱在实际矿井中的应用效果显著，特别是在深部软岩巷道的支护中，其表现优于传统的U型钢拱架，表明U型约束混凝土拱架是一种更高效、更经济的支护解决方案。 这篇论文详细探讨了U型约束混凝土拱架的力学性能，为矿业工程提供了新的支护技术和理论依据，对于改善矿井安全和经济效益具有重要意义。