爆炸动载对近区锚杆支护结构影响的试验研究
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摘要
爆炸动载对近区锚杆支护结构的影响研究,对巷道快速掘进和支护设计具有重要的意义。借助动态采集分析仪,采集模型试验中锚杆的动态应变信号,分析爆炸动载期间及之后锚杆的变形,揭示爆破作用对近区端锚和全锚支护锚杆变形的影响规律,发现动载过后近区锚杆处于弯曲状态；采用基于能量的频谱分析法,分析近区锚杆动态应变的频谱分布规律,频谱分布与测点的位置和锚固状态有关；通过波势函数展开法,研究锚固结构在平面简谐波作用下的动态响应,得到锚固结构易产生裂纹的位置；利用无限体内一点受法向集中力作用的位移势函数,计算一定预应力在锚固区产生的附加轴向应力；利用损伤判据,结合模型试验锚杆变形和拉拔力测试以及其它现场观测结果,分析表明近区端锚锚杆容易因爆破而损伤或失去主动支护的作用。
Effects of blast loading on rockbolts near the working face are studied in this disertation. It is of great significance for rapid excavation and supporting design of roadway. Dynamic strain signals on rockbolt in model test were acquired to analyze rockbolt deformation in and after balst loading using dynamic signal analyzer. Deformation law is revealed about end-anchored and full grouted rockbolts subjected to balst loading. It is founded that rockbolts are bending after blast excavation. By spectral analysis based on energy, frequency spectrum laws are studied about dynanic strain signals of rockbolt in near field. Frequency spectrums of measured pointes are related to position and ancharage state. By wave function expansion method, dynamic response of anchored structure has been studied subjected to plane harmonic wave and the possible positions of the cracks are obtained. Utilizing displacement potential function of the infinite body under single force, additive axial stress on anchored section is calculated under some prestress. By damage criteria, analysis shows that end-anchored rockbolts neaerby are likely damaged or lose active supporting effect because of blast loading, combined with rockblot deformation and pull-out force measurement in model test and condition of anchored structure in filed test.
Effects of blast loading on rockbolts near the working face are studied in this disertation. It is of great significance for rapid excavation and supporting design of roadway. Dynamic strain signals on rockbolt in model test were acquired to analyze rockbolt deformation in and after balst loading using dynamic signal analyzer. Deformation law is revealed about end-anchored and full grouted rockbolts subjected to balst loading. It is founded that rockbolts are bending after blast excavation. By spectral analysis based on energy, frequency spectrum laws are studied about dynanic strain signals of rockbolt in near field. Frequency spectrums of measured pointes are related to position and ancharage state. By wave function expansion method, dynamic response of anchored structure has been studied subjected to plane harmonic wave and the possible positions of the cracks are obtained. Utilizing displacement potential function of the infinite body under single force, additive axial stress on anchored section is calculated under some prestress. By damage criteria, analysis shows that end-anchored rockbolts neaerby are likely damaged or lose active supporting effect because of blast loading, combined with rockblot deformation and pull-out force measurement in model test and condition of anchored structure in filed test.
引文
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