动载作用下全锚锚固体应力波传播及破坏特征

• Published in: 煤炭学报 Vol. 48; no. 5; pp. 1996 - 2007
• Main Authors: 常聚才, 齐潮, 殷志强, 史文豹, 高翔
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 安徽理工大学安徽省煤矿安全采掘装备制造业创新中心,安徽淮南 232001 01.05.2023; 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南 232001; 安徽理工大学矿业工程学院,安徽淮南 232001%安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南 232001; 安徽理工大学矿业工程学院,安徽淮南 232001
• Subjects: 层裂强度; stress wave propagation law; anchor solid; 动载作用; layer cracking strength; strain-time se-quence features; 锚固体; 应变-时序特征; dynamic load action; 应力波传播
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2023.0152

TD324; 深井巷道受动载扰动变形严重,明晰动载作用下锚固支护体的应力波传播及破坏特征具有重要意义.基于霍普金森杆(SHPB)试验系统,研究了不同冲击气压下锚固体试件的应力波传播规律,基于一维应力波理论计算了锚固体的层裂强度;利用ABAQUS数值模拟软件还原了动载冲击试验,再现了锚固体试件的应力波传播全过程,分析了锚固体轴向不同位置处的应变-时序特征.研究结果表明:①随冲击气压增大,应力波衰减速度越快,空间响应幅值及衰减系数逐渐增大,锚固体试件层裂强度与冲击气压呈正相关关系,0.6 MPa冲击气压下的层裂强度相较于0.4 MPa冲击气压下增加了 41％,呈现出明显的应变强化效应;②锚固尾部及中部锚固剂的应力波峰值应变略大于围岩峰值应变,而锚固端部由于净拉应力作用导致围岩峰值应变骤增;③锚杆、锚固剂及围岩3者动力响应具有时序性,锚固围岩与锚固剂率先受到压缩应力波作用,锚杆产生滞后于锚 固剂与围岩的拉伸应力波,阻止锚固体试件发生协同破坏;④锚固尾部锚杆、锚固剂及围岩应变起跳时间间隔为0,随着应力波向锚固中部及端部传递,3者应变起跳间隔时间逐渐增加,锚杆峰值应变随之增加,锚固端部锚杆破坏最严重,随冲击气压的增大,3者不协同作用逐渐加剧,锚固体试件加速劣化.