矿井锚杆腐蚀研究综述:因素、机理及防腐技术

锚杆是巷道支护体系中最基本的组成部分,其力学特性易受矿井环境影响。为保障巷道支护安全,减缓锚杆腐蚀失效进程,有必要对矿井腐蚀环境下的锚杆腐蚀因素、腐蚀机理及防腐技术进行研究。采用典型调研、数据统计、理论分析等手段剖析了矿井腐蚀环境下锚杆腐蚀主要影响因素,阐述了锚杆电化学腐蚀机理、点蚀形核生长机理以及应力腐蚀开裂机理,介绍了原材料防腐技术、表面防腐技术和防腐支护体系特点,指出单因素分析向多因素分析、宏观研究向微观研究、理论型向实用型转变是锚杆防腐技术研究的重要发展方向。

霄云煤矿2307泄水巷锚杆破断分析及支护优化设计

针对霄云煤矿2307泄水巷锚杆破断问题,利用现场调研报告与数值模拟软件,分析巷道围岩的应力分布与塑性区发育趋势,研究巷道锚杆在过构造段的损坏特征,从地质构造、应力转移、支护方案三个方面分析锚杆破断机理,得出破断锚杆的受力状态。根据现场巷道锚杆破坏形态与理论分析结果,对原有支护方案提出了增加巷道帮部锚索支护、使用T型钢带、配备让压环等加固措施。结果表明,锚杆破坏集中在过构造段,巷道应力集中区出现在巷道肩角处,水平应力大于垂直应力,巷道支护优化方案成功应用于工程实际,有利解决现场围岩控制难题。

长江某大桥高峰岸锚碇基坑边坡应力变形及支护效果数值模拟分析

依据工程地质资料及锚碇基坑支护设计方案,利用ANSYS软件构建长江某大桥锚碇基坑的三维地质概化模型,将模型导入FLAC3D中模拟分析了锚碇基坑开挖支护全过程中的应力、变形及塑性区演变特征。结果表明:基坑开挖过程中,岩体应力集中现象相对较轻,整体以压应力为主,分布较均匀;开挖后基坑的整体变形趋势是向上向临空面回弹变形,底板最大综合位移为14.7 mm,边坡最大变形出现在北侧反倾向边坡,变形值8.65 mm;塑性区体积持续增大,仅在最后一级开挖时有所降低;开挖完成后,基坑北侧的岩体内出现大量塑性区。与单一锚杆支护方案相比,锚杆+锚索支护方案北侧高边坡岩体变形平均减小16.6%,开挖完成后塑性区体积减小8600 m^(3),最大分布深度从15 m减小到5 m。锚杆+锚索支护方案不仅较好地抑制北坡变形,而且有效减小岩体内塑性区分布深度,提高岩体稳定性,基坑边坡支护效果更好。

不同锚杆支护方案对锚杆受力的影响分析

以某矿为研究对象,对巷道分别采用端头锚固、加长+全长锚固和全长锚固三种支护方案,并对比分析不同支护方案下锚杆受力情况。结果表明,采用全长锚固锚杆支护方案,顶板、岩帮、煤帮锚杆及锚索受力最小;通过分析锚杆受力与其极限承载能力关系可知,增加锚杆(锚索)的锚固长度,即采用全长锚固,可对易破碎的煤岩体发挥黏结作用,锚固剂可以和锚杆(锚索)共同承受压力,进而提高锚杆(锚索)的支护结构承载能力。

边坡支护预应力锚杆施工技术分析

文中结合实际边坡实例,分析了预应力锚杆支护工况下边坡应力、位移和塑性区分布模式。结果表明,边坡的高应力分布在边坡滑动面,位移和塑性区主要分布在边坡顶部。同时,文中论述了预应力锚杆的施工关键点,可为类似工程提供参考。

锚杆挡墙加固高陡土质边坡设计探讨——以岗白路K8+290~K8+400段路基边坡为例

在公路建设和运营过程中,路基边坡时常发生垮塌事故,尤其是具有高陡临空面的土质边坡,常规挡土墙、桩基托梁挡墙或桩板墙等措施工程规模大,且施工难度高,工程造价不菲,在山区往往不具备可操作性。为降低此类条件下工程施工难度和造价,依托国道215线岗托至白玉段白格滑坡堰塞湖灾后恢复重建工程中K8+290~K8+400段路基下边坡处治案例,采用锚杆挡墙对高陡土质边坡进行加固,经数值模拟得出该边坡治理前后应力场、位移场变化特征与规律,锚杆挡墙能够有效解决边坡下滑分力的应力集中作用,锚杆的抗拉、抗剪作用提升边坡下滑稳定性,挡墙作为面板使锚杆整体受力,两者综合使用提高整体治理效果。从实际应用效果来看,锚杆挡墙技术施工周期短,可节约工程造价,并且可以满足施工保通条件,其在这类高陡土质边坡防护中具有适用性。

掘进围岩支护中锚杆密度对巷道支护效果的影响分析

由于煤矿围岩掘进过程中,锚杆进行支护的密度不同,对巷道掘进的效率及成本具有重要的影响。采用有限元仿真分析的形式对不同密度锚杆支护的围岩应力及变形进行分析,结果表明,存在最佳的锚杆密度值保证巷道支护的安全性,且能发挥锚杆的最大效用,可以作为锚杆支护设计的依据及参考。

既有人防工程对隧道建设的影响研究

新建隧道工程穿越或邻近既有建筑物时,二者之间会产生相互影响,存在安全隐患,有必要对新建隧道工程和既有工程的应力、位移等变化规律进行研究。采用FLAC3D有限元软件建立三维模型,对既有人防工程附近新建隧道进行研究,研究结果表明:双线隧道工程左右两隧道的施工顺序对隧道变形有一定影响;当隧道离人防工程距离越近,既有人防工程其对隧道的变形影响越大。

基于FLAC^(3D)的巷道支护方案选择与优化

为了研究巷道锚杆支护参数选择问题,运用FLAC^(3D)数值模拟软件,建立三个锚杆支护方案巷道模型,对比其Z方向应力云图、Z方向位移云图、X方向位移云图,得到不同支护参数下巷道的应力集中、顶板下沉、两帮移进量等参数,进而确定最优支护方案,并在支护方案的基础上进行参数优化。

30110顺槽矿压监测方法及结果分析

为分析杭来湾煤矿30110顺槽巷矿压分布特征,对顺槽巷进行了巷道表面位移、顶板离层量、锚杆(索)受力状况观测。数据表明,该顺槽两帮移近量最大114 mm,顶板锚索载荷在合理的范围之内,通过加大锚索锚固长度及预紧力可以有效控制顶板围岩变形。

拉力型锚杆锚固体应力分布试验及数值模拟

锚杆锚固段界面剪应力分布规律是锚杆设计研究的重点,通过采用不同的锚固参数进行拉力型锚杆的拉拔试验,主要从灌浆体的配合比和锚固深度两方面研究了不同锚固参数下锚杆各界面剪应力分布情况,结果表明锚固系统各界面剪应力衰减过程包括沿杆体和垂直杆体两个正交方向的衰减,并非均匀分布。采用数值分析软件FLAC3D对影响拉力型锚杆锚固效果的参数进行数值分析,结果表明:在围岩体相同的情况下,灌浆体的弹性模量对锚固系统的锚固效果影响明显,增大灌浆体的弹性模量可以有效提高锚固系统的锚固效果;在围岩体相同的情况下,改变灌浆体的锚固长度对锚固系统锚固效果的影响不是很理想,锚杆的锚固承载力主要发生在锚杆的前端,采用增加锚固长度来提高锚固系统承载能力的方法是不可取的。

预应力锚杆内锚固段长度效应研究

为研究预应力锚杆内锚固段长度对杆体轴力及围岩支护效果的影响,将锚杆内锚固段长度与杆体总长度之比定义为内锚固段长度系数,根据锚固界面剪应力计算公式,推导锚杆轴力与杆体伸长量的关系式。在分析内锚固段长度系数对杆体轴力影响规律的基础上认为,在锚杆杆体总长度一定的情况下,减小内锚固段长度,可有效控制杆体轴力的增大。基于预应力锚杆加固围岩的组合拱理论,利用FLAC3D数值模拟技术,分析内锚固段长度对锚杆的预应力场及围岩支护效果的影响,结果表明:内锚固段长度的降低,有利于扩大锚杆的预应力场影响范围、提高围岩有效承载圈厚度、减少围岩塑性区深度和变形量。最后,讨论了通过改变锚固长度协调支护刚度的工程意义。

预应力锚杆肋梁在深基坑支护中的应用

本文系统介绍了预应力锚杆肋梁的受力特点,分析了预应力锚杆肋梁的受力机理,并应用于深基坑支护工程,采用有限元方法对预应力锚杆肋梁支护的基坑进行数值计算,得出纵横梁的弯矩及面层的位移,弥补了传统方法的不足,将计算结果与传统的锚桩支护方法进行对比,表明在护坡桩桩端无法嵌入的情况下,采用预应力锚杆肋梁支护是一种经济、可靠的方式。

扩大头锚索在饱和粉细砂层中的受力特性

对于特殊复杂的地质条件以及对变形要求较高的地下工程,扩大头预应力锚索有效利用扩大头前端土体抗力,提高锚索的承载能力和支护结构的抗变形能力,是一种较为理想的支护方式。扩大头锚索的理论研究与设计滞后于工程经验,基于弹性理论,通过研究扩大头前端土体受力状态与土压力的关系以及锚固土体接触面的应力状态,分析了土层变形过程中锚索的受力特性,建立了扩大头预应力锚索在土体变形过程中的力学模型,通过实例验证了公式的适用性,为研究与评估施工过程中扩大头锚索的整体受力情况提供了新的思路。

深厚软土地区深基坑支护优化设计与分析

沙井泵站基坑位于深厚软土地区,淤泥层厚,开挖深度大。通过用加虚拟拉力的方法对基坑原支护方案进行模拟计算,认为原方案中局部支护桩的位移和弯矩不能满足规范要求,为此对支护方案设计提出优化建议。将现场施工监测数据与该基坑的计算数据进行对比分析,证明优化后方案的合理性。

预应力锚杆背拉结构的力学性态研究

对滑坡治理工程的一种新型抗滑结构—预应力锚杆钻孔抗滑桩结构的受力状态和抗滑机理进行了室内试验和现场监测研究。得到了该结构受力及抗滑性的一些规律 ,为该类结构的设计和研究提供了试验依据。

涨壳式预应力中空锚杆的研究与应用

通过研究涨壳式预应力中空锚杆和普通砂浆锚杆在限制隧洞围岩塑性范围、控制洞室围岩位移变化、锚杆支护轴向力这三个方面的对比分析,说明了涨壳式预应力中空锚杆具有更好的锚固效果。锦屏二级水电站东端2号引水隧洞中应用涨壳式预应力中空锚杆,解决了临时支护与永久支护二者如何有机结合的问题,最大程度地提高施工进度,而且对高地应力情况下的坍塌、岩爆也可起到很明显的防治效果。

工作面回采对临近巷道矿压影响规律研究及监测技术应用

使用锚杆应力监测仪对现有巷道在回采过程中的应力变化进行监测,共设置了7个监测站,共14个测点,分布于车场以及回采巷道中。通过分析监测数据得到了各测点围岩随采动过程的应力变化规律,并根据应力的大小变化来反映回采工作面的推进对围岩的影响程度,同时验证了在斜巷上方煤层中保护煤柱的临界法线距离的留设,在煤层和受护巷道高差大于15倍的煤厚时,可以忽略采煤工作面回采时对斜井的采动影响。

埃塞俄比亚TENDAHO溢洪道闸墩及弧门支座加固设计

针对本工程溢洪道闸墩预应力锚杆发生断裂,导致弧门支座承载能力不足的请况,进行断裂原因分析。根据结构布置特点和工程施工状况,通过分析和计算,提出了取消原钢梁支座、增加钢筋混凝土牛腿作为弧门支座、在闸墩表面局部受拉扇形区设置钢板条替代受拉钢筋的加固处理方案。该加固处理方案解决了弧门支座承载能力不足的问题,研究成果对类似工程问题的处理有一定参考价值。

龙滩水电站表孔预应力闸墩初步设计

龙滩水电站溢流坝表孔承担全部泄洪任务,其工作弧门承受水推力较大,设计采用预应力闸墩技术。本文简要介绍预应力闸墩初步设计全过程,并应用三维有限元法对其应力分布规律进行了详细研究。