煤炭学报

作者：常聚才, 齐潮, 殷志强, 史文豹, 高翔,

关键词：动载作用, 锚固体, 应力波传播, 层裂强度, 应变–时序特征,

深井巷道受动载扰动变形严重，明晰动载作用下锚固支护体的应力波传播及破坏特征具有重要意义。基于霍普金森杆(SHPB)试验系统，研究了不同冲击气压下锚固体试件的应力波传播规律，基于一维应力波理论计算了锚固体的层裂强度；利用ABAQUS数值模拟软件还原了动载冲击试验，再现了锚固体试件的应力波传播全过程，分析了锚固体轴向不同位置处的应变–时序特征。研究结果表明：① 随冲击气压增大，应力波衰减速度越快，空间响应幅值及衰减系数逐渐增大，锚固体试件层裂强度与冲击气压呈正相关关系，0.6 MPa冲击气压下的层裂强度相较于0.4 MPa冲击气压下增加了41%，呈现出明显的应变强化效应；② 锚固尾部及中部锚固剂的应力波峰值应变略大于围岩峰值应变，而锚固端部由于净拉应力作用导致围岩峰值应变骤增；③ 锚杆、锚固剂及围岩3者动力响应具有时序性，锚固围岩与锚固剂率先受到压缩应力波作用，锚杆产生滞后于锚固剂与围岩的拉伸应力波，阻止锚固体试件发生协同破坏；④ 锚固尾部锚杆、锚固剂及围岩应变起跳时间间隔为0，随着应力波向锚固中部及端部传递，3者应变起跳间隔时间逐渐增加，锚杆峰值应变随之增加，锚固端部锚杆破坏最严重，随冲击气压的增大，3者不协同作用逐渐加剧，锚固体试件加速劣化。

来源：2023年第5期

《煤炭学报》期刊编辑部

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