锚杆挡固机理、破裂层及减短锚杆的研究

本文根据由锚杆支护的受动压影响的回采巷道及锚喷支护的软岩巷道的表面及深部位移资料及数值分析,讨论了锚杆挡固机理.考虑这种机理、破裂层及其他一些资料,提出了减短的锚杆合理长度.

锚拉支架

锚拉支架是锚杆支护系列中的一种先进的、值得注意的、具有优良性能的支护型式。本文对其沿革、名称和作用原理进行了叙述和讨论。在实验室对锚拉支架的效果进行了模型试验。还在现场对新型锚拉支架进行工业性试验，获得满意效果，具有良好的推广价值。

锚杆拉剪大变形应变分析

采用基于 S- R定理的大变形理论 ,运用拖带坐标描述法 ,研究了锚杆在节理岩石中的拉剪局部大变形行为 ;推求了锚杆大变形应变的计算公式 ,得出了锚杆拉剪应变分量的理论规律 ;指出可以通过位移量测确定锚杆变形与内力 。

锚拉支架中锚杆横向效应分析

研究了锚拉支架中锚杆的横向抗力，分析了锚杆横向效应对加固破碎圈岩石的成拱作用，推求了锚拉支架的拉杆拉力、锚杆横向抗力与加固作用的关系，获得的理论公式可以用于锚拉支架的分析设计，应用实例证实了其可行性。

层状断裂顶板锚拉支架系统的分叉研究

在以前工作的基础上，对同时考虑块体沿对角线变形和沿支应处的水平变形两个因素引起的稳定性问题进行了初步的数值求解；讨论了解曲线即平衡路径的稳定性及系统的静态分叉特征；分析了层状断裂顶板锚拉支架系统的运动失稳机制，并给出了该系统的运动稳定条件。

裂隙岩体巷道中的“危石”预测模型

论述了裂隙岩体中的结构面的产状、分布、密度和结构面的内摩擦角的统计模型，提出了多组结构面同时存在的分组结构面间距统计法则，阐述了结构面的产状、边线长度等几何参数和内摩擦角的模拟模型，引用块体理论和Ｂａｙｅｓ推测公式建立了巷道围岩中的“危石”预测模型。

裂隙岩体优势结构面产状反演

根据工程地质习惯,以自然方向为总体坐标系的轴向,给出了对应的结构面矢量描述。研究了取样窗与结构面的相交关系,在取样窗上建立局部坐标架,推出结构面迹线矢量在局部坐标架中的分量和两类坐标架下的结构面矢量变换群;根据变换群的关系和性质,由结构面迹线与测试窗内勘探线的夹角反算出结构面的产状参数,并以最小二乘方法处理。本方法要求现场测试数据少,操作简单、迅速,便于工程应用。

断裂顶板锚拉支架支护系统的分叉行为

应用弹性系统稳定性理论对断裂顶板－锚拉支架系统建立了动力系统稳定性分析的力学模型．对该模型分别考虑因块ＡＢ（或ＢＣ）沿对角线变形和支座处的水平变形引起的稳定性进行了求解；讨论了解曲线即平衡路径的稳定性及系统的静态分叉特征；进而分析了断裂顶板结构的运动失稳机制，并给出了该系统的运动稳定条件，证实了借助当代非线性科学研究岩土工程问题的必要性和理论意义．

层状顶板锚拉支架试验研究与应用

对锚拉支架支护层状顶板进行了模拟试验和参数优化研究；量测了锚杆拉剪横向变形的规律，表明锚杆横向抗力对维护破裂顶板起重要作用；从理论上对锚拉支架拉杆拉力设计进行了探讨和工程实例验证。

锚拉支架支护散体顶板的两个拱研究

通过实验室相似模拟试验研究了锚拉支架支护散体顶板的支护机理,发现锚拉支架支护散体顶板时出现了两个拱,称之为第一拱、第二拱,继而依据试验结果并借助有关理论建立了简化的力学模型,对锚拉支架支护散体顶板的两个拱现象进行了深入的理论研究。

锚拉支架的力学分析模型

应用弹性地基梁理论对锚拉支架中锚杆和拉杆的横向位移、受力状态等进行了分析,提出了一种简化计算模型。由该简化计算模型推导的公式可作为锚拉支架支护机理分析的基础和参数设计的计算方法。

基于弹性地基梁理论的锚拉支架受力分析

本文应用弹性地基梁理论对锚拉支架中锚杆和拉杆的横向位移、受力状态等进行力学分析。

锚拉支架支护散体顶板时拉杆的横向受力研究

通过试验室相似模拟试验,研究了锚拉支架支护散体顶板时拉杆的横向受力状态,依据试验结果并借助弹性地基梁理论对拉杆的横向位移和受力状态等进行了分析,建立了基于绳索理论的拉杆模型,求解得到了拉杆的变形轨迹方程、拉杆的拉力(张力)。

锚拉支架现场试验研究

本文介绍了在晋城矿务局凤凰山矿和淮南矿务局一矿煤巷进行锚拉支架现场试验研究的部分结果。在凤凰山矿 3 #煤上风巷进行了 2 0 0 m锚拉支架试验 ,在谢一矿进行了 2 45 m锚拉支架试验。现场实测了锚杆的托锚力、拉杆的拉力、拉杆上托力、巷道表面位移、围岩深部位移等参数。

散体顶板锚拉支架系统的离散元数值模拟

本文采用最新的离散元 UDEC3 .0版本对锚拉支架支护散体顶板进行了数值模拟分析计算 ,研究了散体顶板的应力场 ,锚拉支架的锚杆的轴力和拉杆的拉力 ,顶板位移 ,拉杆的变形迹线 ,锚拉支架维护散体顶板的稳定情况等。

锚拉支架工程试验实录

本课题组先后在晋城矿务局凤凰山矿和淮南矿务局谢一矿煤巷进行了锚拉支架现场工程试验研究工作。现场实测了锚杆的托锚力、拉杆的拉力、拉杆上托力、巷道表面位移、围岩深部位移等参数,为锚拉支架的现场应用和机理研究提供了必要的现场资料。

散体介质锚拉支架支护作用模拟分析

采用实验室相似模拟实验和离散元数值分析对散体介质锚拉支架的支护作用进行了系统深入地研究,研究表明:锚拉支架维护散体顶板时,在顶板中存在两个拱,第二拱处的水平应力比第一拱更大,两个拱上下水平应力均有明显的压力降;锚拉支架受力不大,此种受力状态的锚拉支架所支护的顶板达到了稳定状态,支护效果十分理想.图10,参7.

考虑锚杆横向抗力的矿山巷道锚固设计研究

本文研究了矿山采场巷道加固中一种先进的支护体系－锚拉支架中锚杆的横向抗力，分析了锚杆横向效应对加固破碎圈岩石的成拱作用，推求了锚拉支架的拉杆拉力，锚杆横向抗力与加固作用的关系，获得的理论公式可以用于锚拉支架的分析设计，工程实例证实了其可行性。

锚拉支架维护散体顶板的机理研究

锚拉支架是维护散体顶板极为有效的途径。本文通过相似模拟试验对锚拉支架维护散体顶板进行了试验研究 ,量测了散体材料顶板内的水平挤压力和垂直压力。试验发现有两次成拱 ,特别是首次发现在巷道上方不远处有倒楔体受水平挤压而形成的挤压力拱带 ;并发现在支架状态下其位置相当于普氏拱的第一拱处应力连续 ,拱内垂直压力递减。由于两次成拱大大降低了支架上的荷载强度 ,使简单的锚拉支架既适用于难支护的巷道 ,也适用于不难支护的巷道 ,具有极大的经济意义。