可接长注浆锚杆连接段破坏失效模式及参数优化

• Published in: 河南理工大学学报（自然科学版） Vol. 44; no. 2; pp. 1 - 9
• Main Authors: 刘少伟, 张玮钰, 贺德印
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 454000%河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000 01.03.2025; 河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000
• Subjects: 中空注浆锚杆; bolt support; threaded connection; 锚杆支护; 螺纹连接; thread pitch; 螺纹螺距; hollow grouting bolt
• ISSN: 1673-9787
• DOI: 10.16186/j.cnki.1673-9787.2023110042

TD353; 目的 针对高应力软岩巷道存在变形量大、变形时间长、可锚性差等问题,目前多采用可接长注浆锚杆进行改性支护加固,如何提升其强度和抗变形能力成为控制围岩大变形的关键.为了提高可接长注浆锚杆的强度,方法 基于可接长注浆锚杆的螺纹连接特性,采用螺纹连接段工作力学性能理论分析和数值模拟相结合的方法,分析连接段的不同失效模式以及螺纹类型对锚杆力学性能的影响,对比常见不同类型螺纹的连接强度,分析连接段的连接长度、螺纹螺距和连接件外径对于锚杆强度和抗变形能力的影响.结果 结果表明:螺纹连接段失效模式可分为螺纹滑脱破坏、连接件拉断破坏和锚杆拉断破坏,不同失效模式取决于螺纹抗剪强度、锚杆与连接件的最小抗拉强度.当连接段长度较短,连接段呈现螺纹滑脱破坏时,随着连接长度增加,连接段薄弱点由螺纹截面转为锚杆螺纹根部,呈现锚杆拉断破坏.随着螺纹螺距增加,峰值载荷先上升后下降,螺距为2.0 mm时达到载荷峰值.随着连接件外径增加,螺纹连接段失效模式由连接件拉断破坏变为螺纹滑脱破坏,最后转变为锚杆拉断破坏,连接强度呈先上升后下降的趋势.结论 以外径22 mm,内径12 mm的中空注浆锚杆为例,连接长度20 mm、螺纹螺距2.0 mm、连接件外径28 mm时,锚杆连接段抗拉强度最佳,载荷峰值为118.8 kN,可以满足高应力软岩巷道的支护要求.