高地应力巷道锚杆支护组合构件对钢筋网加固机理研究

"锚杆支护组合构件对钢筋网加固作用试验研究" 这篇论文主要探讨了在深井高地应力巷道中，如何通过锚杆支护组合构件来改善钢筋网的加固效果，以解决由于围岩大变形导致的金属网破坏和支护失效问题。试验研究了三种常见的组合系统：单体锚杆配合钢筋网、钢筋托梁以及W型钢带，分析了这些组合在垂直载荷下的力学性能。 首先，研究发现，在承受垂直载荷时，钢筋网支护系统的承载性能可以分为两个阶段，即峰前承载区和峰后卸压区。W型钢带相较于钢筋托梁，能提供更大的强度强化，其强度强化比例为1.5倍，刚度强化则高达3倍。这表明W型钢带在增强结构稳定性方面具有显著优势。 其次，锚杆支护组合构件对钢筋网的加固作用存在显著的不对称性，对横向股线的加固效果优于纵向股线。横向股线的抗变形阻力由两部分组成，垂直方向的阻力主要来自边界网丝和锚杆支护组合构件，而水平方向的阻力则取决于边界网丝和焊接点的剪切强度。这种差异性的加固作用揭示了锚杆支护组合构件在控制钢筋网变形中的关键作用。 此外，论文还提出了“边界网丝”这一概念，以此解释锚杆支护组合构件如何通过提供约束来提升钢筋网的支护效应。通过Ansys Workbench软件的模拟分析，进一步揭示了锚杆组合构件对钢筋网横向和纵向股线位移的约束差异，为理解加固机理提供了量化依据。 最后，基于这些实验和分析，作者讨论了锚杆支护组合构件的加固机理，指出它们通过提高支护系统的峰值强度、承载刚度和残余强度，以及减轻卸压程度，有效增强了钢筋网的支护能力。这些研究成果对于优化深井巷道支护设计，防止支护失效，确保采矿作业安全具有重要意义。 这篇论文引用了众多相关研究，涉及煤炭开采、岩层运动、岩体力学等多个领域，反映了锚杆支护在煤炭行业中的重要地位以及对环境保护和资源高效利用的贡献。通过深入研究锚杆支护组合构件，可以推动煤炭开采技术的进步，减少动力灾害，保障矿工安全，同时也有助于实现煤炭资源的绿色化开采。