拉伸荷载条件下新型NPR锚杆韧性材料宏观变形特征分析.pdfVIP

第

3

卷第

1

期绿色矿山Vol.

3No.

1

2025

年

3

月JOURNAL

OF

GREEN

MINEMar.

2025

拉伸荷载条件下新型NPR锚杆韧性材料宏观

变形特征分析

1,

2,

31,

21,

2431,

2

陶志刚

，

隋麒儒

，

丰于翔

，

孟志刚

，

姚旭龙

，

何满潮

(1.

中国矿业大学(北京)

隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室,

北京100083；2.

中国矿业大学(北京)

力学与土木工程学院,

北京

100083；3.

华北理工大学

矿业工程学院,

河北

唐山063210；4.

浙大宁波理工学院

土木建筑工程学院,

浙江

宁波315100)

摘要：岩土工程在受到复杂地质条件的综合作用时极易产生大变形灾害响应，传统金属支护材料

因不能够忍受大变形而发生失效破坏现象。为应对大变形灾害，研发了新型NPR锚杆韧性材料

(

Negative

Poisson’s

Ratio

bolt)。为了探索新型NPR锚杆韧性材料的宏观变形特征，开展了NPR锚

杆室内拉伸对比试验。采用NPR锚杆专用试验机，并利用相机进行全过程变形特征记录。结果发

现：NPR锚杆具有更好的均匀变形特性，且在拉伸变形失效全过程早期阶段就开始发生均匀变形；

对不同钢筋进行失效断口分类：主要分为“分层型断口”和“纤维−基体之间的界面破坏类断裂型断

口”；通过力学机制分析NPR锚杆均匀变形特性及颈缩现象不显著的原因：发现NPR钢在拉伸变

形失效后的颈缩处曲率半径更大，使其颈缩现象不明显，这是由于其最大均匀应变与最大应变差

值相对较小所致；通过LS-DYNA算法对螺纹肋结构和光圆结构对于钢筋变形的影响进行数值模

拟分析，结果证明螺纹肋结构使得钢筋在拉伸过程中能够更好地均匀变形，吸收变形能。综上所

.

述，通过对新型NPR锚杆韧性材料的变形特征的宏观分析，有助于更好地揭示其静力拉伸性能，

为准静态工程实践提供了有价值的参考。

关键词：韧性材料；NPR锚杆；拉伸试验；变形特征；宏观分析

中图分类号：TU457文献标志码：A文章编号：2097−3357(2025)01−0044−07

MacroscopicanalysisofdeformationcharacterizationofanovelNPRboltductile

materialundertensileaction

1,

2,

31,

21,

2431,

2

TAO

Zhigang,

SUI

Qiru,

FENG

Yuxiang,

MENG

Zhigang,

YAO