U型约束混凝土拱架力学性能与变形机制研究

"U型约束混凝土拱架力学性能及变形破坏机制试验" 文章详细探讨了深井高应力巷道支护的解决方案，特别是介绍了一种新型的U型约束混凝土（UCC）支护系统，它是基于常规U型钢拱架设计的。这个系统旨在解决深井巷道在高压力环境下的稳定问题。为了深入理解UCC拱架的力学性能和其变形破坏的机制，科研人员使用了自行研发的1:1地下工程约束混凝土拱架力学试验装置，并结合数值计算方法进行了系统的研究。 实验结果显示，在均匀压力加载的条件下，室内测试的UCC29拱架在屈服状态下的荷载达到了1230千牛，极限荷载则为1310千牛。数值模拟与实验结果之间的偏差很小，分别为8.86%和12.5%，显示出良好的一致性。在荷载作用下，拱架的变形模式表现为“拱顶上升、拱腿内敛、整体变瘦高”，最大变形区域位于拱腿中部到起拱点的位置。这种变形形态揭示了拱架的破坏机制主要是由于局部强度的破坏导致的整体失稳。 现场应用的实践证明，UCC拱架在控制围岩变形方面表现出显著的效果，为深井高应力巷道的支护提供了一种新的、有效的选择。这种新型支护形式的成功应用，不仅提升了巷道的稳定性，还可能对未来的深井巷道设计和施工带来积极的变革。 关键词：深井；约束混凝土拱架；力学性能；变形破坏机制 该研究的成果对于矿井支护技术的发展有着重要的理论和实际意义，它扩展了我们对深井高应力环境下巷道支护的理解，并为未来类似条件下的工程实践提供了科学依据。同时，通过数值模拟与实物试验的结合，也为工程力学领域的研究方法提供了新的参考。