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防冲锚杆索的吸能原理研究

发布时间:2019-04-19 10:42
【摘要】:针对冲击危险巷道对锚杆支护结构的特殊要求,基于六角管挤压摩擦吸能特性研发了由内置六角管衬里的吸能套筒、端部设有摩擦圆柱的螺纹钢锚杆、钢绞线锚索与锚杆尾部吸能装置组成的吸能防冲锚杆索.基于吸能套筒几何参数与变形特征分析,推导了套筒内半径、摩擦圆柱半径与六角管壁厚三者之间的相互配合关系.采用塑性弯曲理论结合数值模拟与室内试验方法,进行了六角管挤压变形过程的力学分析.结果表明:给定套筒内半径与六角管壁厚时,当摩擦圆柱半径小于临界半径时,摩擦圆柱对六角管起挤压摩擦作用,其阻力值随着摩擦圆柱的进入逐渐增大,摩擦圆柱全部进入后则为恒定值;当摩擦圆柱半径大于临界半径时,随着摩擦圆柱的进入外部套筒开始对挤压变形后的六角管提供径向压缩作用,阻力会显著增大;摩擦圆柱长度与吸能阻力呈线性关系.给出了平均吸能阻力为140kN时吸能套筒的具体结构参数及其防冲支护算例.
[Abstract]:In view of the special requirement of bolt support structure in impact dangerous roadway, based on the friction energy absorption characteristics of hexagonal tube extrusion, the energy absorbing sleeve with built-in hexagonal tube lining is developed, and the threaded steel anchor rod with friction cylinder at the end of the pipe is developed. Steel strands anchor cable and bolt tail energy absorption device composed of anti-impact anchor cable. Based on the analysis of geometric parameters and deformation characteristics of the energy absorbing sleeve, the relationship between the inner radius of the sleeve, the radius of the friction cylinder and the thickness of the hexagonal tube wall is derived. The mechanical analysis of extrusion deformation of hexagonal tube was carried out by means of plastic bending theory combined with numerical simulation and laboratory test. The results show that, given the inner radius of the sleeve and the wall thickness of the hexagonal tube, when the radius of the friction cylinder is less than the critical radius, the friction cylinder will squeeze and friction the hexagonal tube, and the drag value will increase gradually with the entry of the friction cylinder. The friction cylinder is constant after all entering; When the radius of the friction cylinder is greater than the critical radius, the friction cylinder length has a linear relationship with the energy absorption resistance when the friction cylinder enters the outer sleeve to provide radial compression to the hexagonal tube after extrusion deformation, and the friction cylinder length is linearly related to the energy absorption resistance. The concrete structural parameters of the energy-absorbing sleeve with the average energy-absorbing resistance of 140kN and an example of anti-scour support are given in this paper.
【作者单位】: 辽宁工程技术大学力学与工程学院;辽宁工程技术大学冲击地压研究院;辽宁大学;
【基金】:国家自然科学基金项目(51404131,51174107) 辽宁省煤炭资源安全开采与洁净利用工程研究中心开放基金项目(LNTU15KF11)
【分类号】:TD353.6

【参考文献】

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本文编号:2460869

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