锚固体锚固质量无损检测的试验研究

发布时间：2017-03-25 07:15

  本文关键词：锚固体锚固质量无损检测的试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前我国采用锚杆支护的煤矿巷道存在冒顶事故,锚固质量是其最重要的影响因素。本文采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法,研究了锚固体锚固质量无损检测技术的理论基础,质量评价指标、波形识别及仪器开发。提出了根据锚固体中应力波的传播特性去评价锚固体锚固质量,得出根据锚固体中波导特征信息预测锚固体稳定性的方法,取得了以下几个方面的研究成果:①基于锚固体系中应力波的传播理论,将现有的直角坐标系下的波传播公式转化为柱坐标下的波传播公式,简化了求解的计算过程,得出求解反映物体材料特性参数的方法;②通过建立锚固体的数值模型,分析了应力波在锚固体中的传播过程,依据其波导特性计算出了反映锚固质量的锚固段长度和锚固剂的锚固密实度;③利用自行开发的无损检测仪成功测试了应力波在实际锚固体系中的传播特性,并依据传播特性准确判断计算出锚固体的锚固段长度和锚固剂锚固密实度;④最后在实验室通过对锚固体模型施加工作荷载,测试出锚固体在承受工作荷载下的应力波传播特性,并根据对锚固体施加不同工作荷载相似模拟锚固体的不同失效破坏状态,得到了锚固体在不同失效破坏状态下的应力波传播规律;⑤实现根据锚固体中的应力波传播规律去预测未知锚固体稳定性的目的,最终总结出锚固体失效破坏状态的前兆波导特征信息指标。
【关键词】：锚固体 锚固质量 波导特性 无损检测 数值模拟 相似模拟 工作荷载 锚固体失效
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD353.6
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 本文所研究的主要内容及方法13
• 1.4 技术路线13-16
• 2 锚固体无损检测的理论基础16-26
• 2.1 锚杆锚固质量影响因素分析16-19
• 2.1.1 煤巷锚杆锚固系统的力学模型16-17
• 2.1.2 锚固效果影响因素分析17-19
• 2.2 锚固体系中的应力波传播理论19-21
• 2.2.1 一维杆中的应力波传播理论19
• 2.2.2 锚杆—围岩系统的三维波动方程19-21
• 2.3 应力波在锚固体中的传播规律分析21-24
• 2.3.1 应力波在理想树脂锚杆中传播过程21-22
• 2.3.2 应力波在锚固段中传播波形特征22-23
• 2.3.3 应力波在锚固体裂纹处的传播过程23-24
• 2.4 锚固质量无损检测的评价24-25
• 2.5 本章小节25-26
• 3 锚固体锚固质量无损检测的数值模拟研究26-52
• 3.1 Abaqus软件概述26-27
• 3.1.1 引言26
• 3.1.2 Abaqus软件介绍26-27
• 3.2 应力波在自由状态锚杆中的传播27-35
• 3.2.1 自由状态下锚杆长度检测27-32
• 3.2.2 冲击荷载大小对检测结果影响32-33
• 3.2.3 锚杆直径对检测结果的影响33-35
• 3.3 端锚状态下锚固长度检测35-44
• 3.3.1 应力波在端锚锚杆中的传播35-39
• 3.3.2 锚固剂厚度对检测结果影响39-41
• 3.3.3 围岩厚度对测试结果影响41-43
• 3.3.4 锚杆底端不同锚固长度检测结果43-44
• 3.4 全锚状态下锚固密实度的检测44-46
• 3.5 缺陷位置判别46-50
• 3.5.1 缺陷点判别46-49
• 3.5.2 缺陷段判别49-50
• 3.6 本章小节50-52
• 4 锚杆无损检测系统的研制与应用52-87
• 4.1 锚杆无损检测系统的设计思路52-63
• 4.1.1 概念性的设计52-53
• 4.1.2 检测系统的整体构成53-56
• 4.1.3 实验过程中需要注意的几个问题56-58
• 4.1.4 传感器最佳安装方式的选择58-63
• 4.2 应力波在锚杆锚固体系中传播规律的实验研究63-69
• 4.2.1 应力波在不同锚固介质的锚固体中传播63-66
• 4.2.2 应力波在锚固质量不同的锚杆中传播66-69
• 4.3 锚杆锚固长度的测试与锚固密实度的判断69-80
• 4.3.1 锚杆锚固长度的测试69-76
• 4.3.2 锚固段密实度的判断76-80
• 4.4 锚杆体中锚固段波速的的研究80-85
• 4.4.1 锚固段波速的概念80-83
• 4.4.2 锚固段波速变化的试验研究83-85
• 4.5 本章小节85-87
• 5 锚固体承载破坏状态下无损检测的实验研究87-110
• 5.1 锚杆承受工作荷载与锚固体破坏状态分析87-88
• 5.2 锚固体承受工作荷载时的无损检测研究88-100
• 5.2.1 锚杆承载模型的建立88-91
• 5.2.2 锚固体承载变化特征及测试结果分析91-100
• 5.3 锚固体失效破坏状态下的无损检测研究100-109
• 5.3.1 建立锚固体模型100-104
• 5.3.2 实验结果及其分析104-109
• 5.4 本章小节109-110
• 6 结论及展望110-112
• 6.1 结论110-111
• 6.2 不足及展望111-112
• 参考文献112-118
• 作者简历118-120
• 学术论文数据集120

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本文编号：266857