岩块锚固机理的模拟试验研究 - 王卫军; 韩森; 董恩远; 彭刚 (煤炭学报, 2023)
TD353; 为研究锚杆对深部巷道围岩的作用机理,利用自制三轴加载物理相似模拟试验系统,进行了加锚与不加锚完整和预裂岩石试件(400 mm×400 mm×400 mm)的加载对比试验,比较了锚杆预紧力和支护密度对完整和预裂岩石试件的锚固效果,分析了锚杆对完整和预裂岩石试件的作用时机.研究结果表明:无论完整试件或预裂试件,锚杆支护均可提高其峰值强度,尤其预紧力对提高峰值强度的作用明显,对预裂试件峰值强度的提高幅度比完整试件更大.加锚预裂试件相对于无锚预裂试件其应力应变曲线从竖向加载一开始就相对滞后;而加锚完整试件相对于无锚完整试件,从竖向加载开始到试件峰前连续变形阶段,应力应变曲线差别不大,无锚完整试件在达到其峰值强度后,承载力开始下降,而此时加锚完整试件承载力继续增大,只是增速有所减缓.对于预裂试件,锚杆承载具有即时性,即与试件基本同时承载;而对于完整试件,锚杆承载则体现出延时性,即锚杆在岩体发生破坏、产生较大变形后才开始承载.因此,锚杆支护难以阻止巷道围岩的塑性变形和塑性区的形成,深部巷道的围岩控制理念应由变形控制向稳定控制转变.深部巷道锚杆的主要作用一是提高破碎岩体的残余强度,二是阻止破碎岩体裂隙的后续扩张,从而提高围岩的整体性和完整性,达到维护巷道稳定的目的.