经钻孔卸压和预应力注浆锚索底臌治理巷道在动静载下的响应

来源 :河南理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:qinjiajign1323770
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巷道底臌问题一直是导致巷道无法正常生产的典型问题,对此国内外研究学者针对静态下的巷道底臌问题已经研究出很多种治理方法,但是关于动载的却非常少,井下巷道常会遇到诸如钻眼爆破、冲击地压等动力扰动。本文主要是针对在静载条件下分别经过钻孔卸压和预应力注浆锚索治理过的巷道,采用数值软件FLAC3D,研究其在动静载作用下关于应力波传播、底板位移、塑性区、应力、振动速度、振动加速度等方面的动态响应,同时也探讨预应力注浆锚索治理方式中底锚索的动态响应。主要取得成果如下:(1)在静载作用下,分别经预应力注浆锚索与钻孔卸压治理后,巷道的最大底板位移分别减少了41.9%与35.4%;注浆锚索治理后拉剪塑性区消失,卸压孔的拉剪塑性区范围减小;预应力注浆锚索最小主应力整体呈增大趋势,卸压孔整体呈减小趋势。在静载作用下,预应力注浆锚索的治理效果比卸压孔的好。(2)在底部动载作用下,锚索加固区范围内预应力注浆锚索底臌治理巷道相对于其它两种情况下的应力峰值均有所减小;原巷道和卸压孔底臌治理巷道在动载作用下引起的位移增量比较接近,而预应力注浆锚索底臌治理巷道位移增量明显要小其它两种情况;每种支护形式的底板是振动最剧烈的地方,注浆锚索底臌治理巷道拱底振动速度和振动加速度峰值最大,其次是卸压孔底臌治理巷道,最小是原巷道;逐渐在模型底角向巷道底角方向和离模型底面大约2m处产生新的拉剪和剪切屈服;在底部动载作用下,预应力注浆锚索的应力呈增大趋势,卸压孔呈减小趋势。(3)在底部平面应力波作用下锚索单元轴向拉应力和锚索水泥浆剪应力会发生波动,中间锚索轴向拉应力波动幅值普遍比两侧锚索轴向拉应力波动幅值大,离锚头较近的三个单元波动更明显;中间锚索的水泥浆剪应力峰值普遍比侧锚索的要小,从锚头到锚端,锚索单元第一个波峰的高度是先增加后减小,并且最大第一个波峰的高度位置也不相同。(4)在右侧动载作用下,原巷道和卸压孔底臌治理巷道在动载作用下引起的位移增量比较接近,且三种支护形式的底板右侧增量比左侧大;三种支护形式的右侧振动速度明显大于其它部位;三种支护形式的顶板振动加速度峰值最大,其中负方向加速度峰值卸压孔最大,其次是预应力注浆锚索,原巷道最小;卸压孔的应力整体趋势减小,预应力注浆锚索增大。
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