弯曲式可伸长锚杆结构及受力变形分析-矿业工程研究-湖南科技大学.PDF

第２８卷 第４期 矿业工程研究 Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．４ ２０１３年　１２月　　　　　　　　　　　 ＭｉｎｅｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ　　　　　　　　　　　　 Ｄｅｃ．２０１３  弯曲式可伸长锚杆结构及受力变形分析 １ １，２ １，２ １ １ 樊宝杰 ，赵伏军 ，王斌 ，唐辉雄 ，王国举 （１．湖南科技大学 能源与安全工程学院，湖南 湘潭４１１２０１； ２．湖南科技大学 煤矿安全开采技术湖南省重点实验室，湖南 湘潭４１１２０１） 摘　要：分析了弯曲式可伸长锚杆的弯曲段结构，探讨了弯曲段结构的影响因素和弯曲段结构与伸长量的关系．利用ＡＮＳＹＳ 软件研究了弯曲单元的弧度对其受力和变形量的影响．结果显示，弯曲段结构的确定要充分考虑钻孔直径和实际可行性，同时弯曲 单元弧度大，其内径位置应力集中现象明显．这为弯曲式可伸长锚杆的结构设计和工程应用提供了参考依据． 关键词：可伸长锚杆；弯曲结构；变形量 中图分类号：ＴＤ３５３．６　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１６７４－５８７６（２０１３）０４－００７０－０６ 　　目前，锚杆支护在地下工程中已得到广泛应用，特 式可分为机械式、粘结式及混合式［５］，其中药卷粘 别在破碎、松软、围岩变形量大的巷道支护中取得了很 结锚固应用相对较多，这就涉及 “三径”匹配问题， 好的效果．普通锚杆相对于围岩的刚度太大，在松软破 即要充分考虑钻孔直径、药卷直径和锚杆杆体直径的 碎以及受采动影响的巷道中其伸长量小于围岩变形 相互影响． 量，围岩不能充分卸载，以致所受拉应力过大而失效． 图１为弯曲式可伸长锚杆结构，两端为直杆部分， 利用能够适应围岩变形的弯曲式可伸长锚杆进行支护 中间为包含若干个弯曲单元的弯曲段部分．图２为弯 是解决此类支护难题很好的手段之一［１－４］．但现有的 曲单元结构，弯曲单元弧度 和长度ｌ是确定其弯曲 θ 弯曲式可伸长锚杆研究没有充分考虑钻孔直径对弯曲 结构的重要参数，弯曲单元确定后，改变其个数就能够 段结构成形的影响，同时对杆体弯曲段的受力问题研 控制弯曲式可伸长锚杆的整体伸长量［５］．受“三径”匹 究也较少．本文针对上述问题进行理论分析，探讨弯曲 配的影响，钻孔直径 与锚杆直径 之间的空隙是 Φ１ Φ２ 段实际加工时的可操作性，并利用ＡＮＳＹＳ软件分析弯 锚杆杆体能弯曲的延展空间，为了后面分析问题的方 曲式可伸长锚杆的受力和变形量． 便，将两者空隙长度的一半称为孔径差Ｈ． １　弯曲式可伸长锚杆的结构分析 １．１　弯曲段结构的主要参数 目前，弯曲单元结构的确定还没有统一设计规 范，弯曲成形设计比较随意，文献 ［５］利用Ａｓｉｎｘ π ｌ－弯曲单元长度；Ｍ－内径；Ｎ－外径；