1回采巷道兩幫破壞形式分析
地下工程的穩(wěn)定可以分為兩類：一是巷道圍巖的自穩(wěn)，即當(dāng)巷道圍巖的應(yīng)力小于圍巖強(qiáng)度時巷道圍巖能夠長期保持穩(wěn)定；二是人工穩(wěn)定，即巷道開掘后，圍巖出現(xiàn)破碎區(qū)和塑性區(qū)，巷道出現(xiàn)片幫、塌落或無休止的變形，此時必須進(jìn)行支護(hù)才能保持巷道圍巖的穩(wěn)定。井工開采的大部分巷道，特別是回采巷道，屬于人工穩(wěn)定，采用錨桿支護(hù)是保持巷道圍巖穩(wěn)定的有效途徑之一。
2巷道兩幫錨固體的變形破壞特征
?。?）在錨固體屈服以前，主要是加載方向的彈性變形。盡管不同錨桿布置時錨固體的彈性模量各不相同，但其總的變形量都較小，并且錨固體在錨桿軸向方向上沒有變形產(chǎn)生，此時錨固體的體積變形主要是壓縮變形。
?。?）當(dāng)錨固體屈服以后，在錨桿軸向方向上錨固體開始變形，在峰值前的彈塑性區(qū)域，錨固體的變形主要是其材料本身的變形，以試體內(nèi)部的微裂隙發(fā)展匯集，主控面逐漸形成為其主要變形機(jī)理，此時錨固試體的體積較彈性段有所膨脹，但其主體仍是以錨固體的壓縮變形為主。
?。?）在錨固體的峰值點，盡管錨桿數(shù)目不同，但錨固體的極限體積應(yīng)變近似等于零?？梢姡诜迩?，錨固體不存在擴(kuò)容特性。
?。?）在峰后，錨固體處于應(yīng)變軟化階段，其變形有兩大特點：一是自由面的變形量大于錨固體的縱向壓縮量，二是變形量逐漸增加，其量級較大。錨固體主要是以體積膨脹為主，至殘余強(qiáng)度時，不同錨桿支護(hù)的體積膨脹應(yīng)變可達(dá)3%—8%，所以，在峰后錨固體產(chǎn)生顯著的體積膨脹效應(yīng)。由于巖石材料及試驗所用的相似材料本身的壓縮性或膨脹性較小，所以錨固體的體積膨脹主要是一種結(jié)構(gòu)效應(yīng)。在錨固體的縱截面上，錨固體內(nèi)部存在兩條貫穿的主破裂面，至殘余強(qiáng)度時發(fā)生脹裂，錨固體的變形主要以剪切面的脹裂為主。
綜上所述，錨固體的變形破壞過程首先是在外載作用下發(fā)生剪切變形，形成兩個剪切面，而后繼續(xù)加載，錨固體在受到壓縮的同時，沿剪切面脹裂，由于錨桿的存在，脹開的距離比無錨桿時減小，而在靠近自由面的地方出現(xiàn)一三角形破碎區(qū)，在自由面的表面多出現(xiàn)張性破壞。
3巷道錨桿支護(hù)兩幫穩(wěn)定性分析判據(jù)
根據(jù)應(yīng)力分析及實際應(yīng)用情況建立巷道兩幫穩(wěn)定性分析模型。在煤壁處，由于錨桿作用而提供的沿錨桿軸向的等效應(yīng)力σm3σ2（沿巷道軸向方向的應(yīng)力）相比仍較小，所以煤壁常出現(xiàn)一些張性破裂，即出現(xiàn)一些垂直于煤壁的裂縫，這類裂縫能引起局部掉塊，但不會造成圍巖大面積的塌落。煤壁出現(xiàn)大面積滑落的原因是錨固體內(nèi)錨桿被拉斷或剪斷，使臨近自由面的部分煤體失去了σm3的作用，結(jié)果出現(xiàn)煤壁片幫以及大面積滑落。
4應(yīng)用實例
5結(jié)論
?。?）根據(jù)圍巖的受力特點，結(jié)合錨固體變形的相似材料模擬試驗，指出巷道錨桿支護(hù)兩幫圍巖的破壞形式，即兩幫表面發(fā)生張性破壞，其內(nèi)部發(fā)生剪切破壞。
?。?）建立了兩幫穩(wěn)定的判別準(zhǔn)則，即錨固體中錨桿的拉應(yīng)變小于錨桿的允許拉應(yīng)變εm<[εL]，對于變形量大的巷道還必須滿足ua≤us。
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