剪切作用下新型拉力分散型麻花锚杆承载性能研究

【目的】新型麻花锚杆能显著提高锚杆的抗变形能力与抗剪能力,为进一步探讨剪切作用下新型麻花锚杆的承载性能,【方法】基于室内大型锚固拉拔试验系统,开展了不同剪切角度下新型麻花锚杆和传统锚杆的加卸载拉拔试验,并定义了承载力和有效变形率两个指标对承载性能进行评价,最后运用ABAQUS数值模拟验证试验结果的准确性。【结果】结果显示:对于剪切角为90°、60°、30°,新型麻花锚杆的承载性能分别提升了9.93%、15.28%、10.23%,有效变形率分别为传统锚杆的4.02倍、3.48倍、2.18倍;剪切角由90°减小至60°,新型麻花锚杆与传统锚杆承载性能分别增加了15.21%与9.86%;剪切角由60°减小至30°,新型麻花锚杆与传统型锚杆承载性能分别增加了13.37%与18.56%。【结论】结果表明:通过对承载力和有效变形率两个参数的评判,新型麻花锚杆比传统锚杆,承载性能与抗变形能力均得到提升;相同锚固长度和剪切角下,当承载能力相同时,新型麻花锚杆的抗变形能力优于传统锚杆;当抗变形能力相同时,新型麻花锚杆的承载性能优于传统锚杆。数值模拟得到的结果的一致性验证了试验结果的有效性。

抗大变形麻花锚杆力学特性试验及数值模拟研究

针对传统锚杆支护出现剪切断裂或无法适应围岩大变形,发明一种新型抗大变形麻花锚杆,并通过室内和数值模拟锚杆拉伸试验,研究螺旋圈数、缠绕间距等结构参数对麻花锚杆力学特性的影响。研究结果表明:相比传统的荷载集中型锚杆,麻花锚杆屈服强度随圈数的增加而出现一定程度的降低,但在屈服之前麻花锚杆产生显著的结构变形,此阶段锚杆拉伸位移较大;螺旋圈数对锚杆拉伸伸长率影响较大,螺旋圈数越多,锚杆破坏时伸长量越大,对于单根麻花锚杆,单根锚杆延伸率从8.325%增大为39.9%,双根锚杆延伸率从26%增大为51%,螺旋圈数与锚杆拉伸位移呈指数关系;锚杆位移随锚杆缠绕间距增大呈线性增加,且随着螺旋圈数的增大,双根麻花锚杆位移增大趋势越明显。工程应用中保证麻花锚杆破断载荷大于锚固力条件下,增大麻花锚杆螺旋圈数和缠绕间距,可有效提高麻花锚杆抗围岩大变形能力,确保巷道支护效果。研究成果可为麻花锚杆的应用和参数设计提供理论基础。

金属锚杆扭花机的研制

锚杆自动扭花机代替人工手动扭花工艺 ,提高了劳动效率 ,实现了标准化作业 ,同时减轻了工人的劳动强度 。