地下洞室钢筋网承载力影响因素及影响规律研究
发布时间：2021-11-01 16:17
钢筋网作为地下洞室围岩重要的支护结构,最大程度上能够阻止地下洞室围岩发生较大的变形,可有效地保障地下工程的稳定与安全。但是,当前钢筋网承载能力的评价以及设计主要基于工程经验方法,在科学合理评价理论与技术方面还有待进一步研究,基于此,本文采用ABAQUS有限元元软件,开展不同形式下钢筋网承载能力影响因素和影响法律研究,并进一步提出了提出并探讨了负泊松比钢筋网的受力变形特征,得到了一些有益的结果,主研究成果如下:（1）通过ABAQUS软件,建立了反映洞室围岩变形对钢筋网加荷载特征的数值反应分析模型,包括有钢筋本构模型、钢筋与加载头接触模型、边界条件以及荷载施加方式等方面。（2）以钢筋直径、钢筋间距、整板距离为影响因素,分析了钢筋网位移背景曲线,最大峰值荷载、最大挠度、单位质量下承载能力、钢筋网应力随影响因素的变化规律。研究表明:峰值荷载与垫板距离、钢筋直径成正比,挠度与之呈反比,峰值荷规则与间距相反,单位质量下5mm、15mm间距,最大垫板间能下钢筋网吸收的能量最大,支护效率最高,钢筋网最容易破坏部位为钢筋网请点处.垫板位置和中心受力处。（3）以钢筋网搭建长度,垫板距离为影响因素,研究得到...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
矿产洞室主要突出问题
西安理工大学工程硕士专业学位论文IV图1-2喷射混凝土与钢筋网共同支护围岩Fig1-2.Shotcreteandreinforcedmeshsupportthesurroundingrock金属网可以使围岩减少凸起，协调围岩岩面的变形。金属网对洞室来说是一种很好的支护结构，其力学性能优异、支护时间短，可以跟随围岩一起变形，故广受欢迎。金属网有很多种类、且不同类型的金属网其主要作用也不大相同。在地下矿产洞室中最常用的金属网包括钢筋网、菱形网、链环网[18]等。金属网等不仅允许围岩发生一定的变形，让围岩的自承能力得到发挥，并在金属网通过锚杆将受到的荷载传递到稳定的岩层中，最后化点支护为面支护可以让掉下的松散岩石兜住，使其不掉落在工作的洞室中，提高洞室的安全性。金属网紧贴岩面，可以很好保护围岩表面，防止围岩松动发生较大挠度，同时抑制片帮脱落。特别是对于金属网来说，其发生较大挠度时也不会被破坏，金属网相当于一层柔性喷层，但性能比喷层要好。（a）链环网（b）经纬网
绪论V（c）钢筋网图1-3三种不同的金属网Fig1-3Threedifferentmetalmeshes但随着挖掘深度越来越大，地应力不断增大。金属网中菱形网与经纬网承载能力逐渐下降，在洞室深部处经常发生破坏。菱形网是由于在发生破坏时网格的挠度变化巨大，对洞室安全造成了严重的威胁。经纬网则是因为在承受荷载能力上较弱造成其网格直接断裂，从而支护效果大大降低，如图1-4所示。图1-4两种金属网在深部洞室中的破坏[19]Fig1-4Thedestructionoftwometalnetsindeeproadway但对于钢筋网来说，其优异的承载能力和变形能力备受采矿工程建设者的青睐，钢筋网较其他金属网来说，承受峰值荷载的能力更强。在变形方面也较其他金属网相差很小，总体性能在金属网中排在第一位。钢筋网是按照一定规则间距垂直排列的钢筋组成的，在横向与纵向钢筋的交接处使用电焊的方法将其固定，是一种常用的地下支护构件[20]。钢筋网用途广泛，板、墙以及梁柱等混凝土结构，柱构件的承载能力、延性性能、抗裂能力以及抗震等力学性能有较大程度的提高和改善，具有显著的综合效益。美国早在1916年就已经尝试在采矿的洞室中使用钢筋网。在20世纪20-30年代，欧美地区的一些国家已陆续开始使用钢筋网。我国钢筋焊网起步较晚，20世纪80年代末在山东青岛市引进了第一条工业生产线后，现已陆续在南京、马鞍山、上海等地相继建厂。经过20多年的发展，目前形成了一定的规模，但与发达国家相比仍有较大差距。可解决人工绑扎隧洞衬砌曲线钢筋的不便，以及在喷射混凝土时，可有利于提高喷射混凝土的抗剪和抗弯强度，提高混凝土的抗冲切能力，抗弯曲能力，提高喷射混凝土的
【参考文献】：
期刊论文
[1]负泊松比材料和结构的研究进展[J]. 任鑫,张相玉,谢亿民. 力学学报. 2019(03)
[2]深井高应力软岩巷道围岩变形破坏机制及控制[J]. 张广超,何富连. 采矿与安全工程学报. 2015(04)
[3]锚杆支护金属网力学性能理论分析[J]. 孙志勇,林健. 煤炭技术. 2014(10)
[4]巷道围岩支护的极限自稳平衡拱理论[J]. 黄庆享,刘玉卫. 采矿与安全工程学报. 2014(03)
[5]锚杆支护金属网力学性能与支护效果实验室研究[J]. 林健,孙志勇. 煤炭学报. 2013(09)
[6]边坡主动防护网力学性能的试验与数值分析[J]. 汪敏,石少卿,阳友奎. 土木建筑与环境工程. 2011(S2)
[7]煤矿深部岩巷围岩控制理论与支护技术[J]. 袁亮,薛俊华,刘泉声,刘滨. 煤炭学报. 2011(04)
[8]锚杆支护焊接钢筋网力学性能研究[J]. 孙志勇,林健. 煤矿开采. 2011(01)
[9]巷道支护加钢筋网喷射混凝土破坏过程的数值模拟[J]. 宋爱东,南世卿,杨福军,苏明,李成合,姜艳美. 金属矿山. 2010(08)
[10]喷锚网支护原理及应用实践[J]. 赵卫东,张再兴. 有色金属(矿山部分). 2010(02)
博士论文
[1]深部巷道围岩破坏机理及支护对策研究[D]. 张军.中国矿业大学（北京） 2010
[2]矿山巷道支护设计的可靠性研究[D]. 王茹.东北大学 2009
硕士论文
[1]高应力破碎围岩支护中两种金属网的对比试验研究[D]. 苟晓梅.西南科技大学 2016
[2]深部高应力软岩巷道变形破坏特征及复合支护技术研究[D]. 苏光林.广西大学 2014
[3]回采巷道锚网支护金属网变形特征的试验研究[D]. 葛凤忠.河南理工大学 2014
[4]高地压条件下深井巷道围岩稳定性控制与支护技术研究[D]. 刘鹏飞.太原理工大学 2011
[5]矿用金属网气动联接装置的研究[D]. 翟莉.太原理工大学 2008
[6]深部巷道变形机理及支护技术研究[D]. 马强.辽宁工程技术大学 2006
本文编号：3470413
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
矿产洞室主要突出问题
西安理工大学工程硕士专业学位论文IV图1-2喷射混凝土与钢筋网共同支护围岩Fig1-2.Shotcreteandreinforcedmeshsupportthesurroundingrock金属网可以使围岩减少凸起，协调围岩岩面的变形。金属网对洞室来说是一种很好的支护结构，其力学性能优异、支护时间短，可以跟随围岩一起变形，故广受欢迎。金属网有很多种类、且不同类型的金属网其主要作用也不大相同。在地下矿产洞室中最常用的金属网包括钢筋网、菱形网、链环网[18]等。金属网等不仅允许围岩发生一定的变形，让围岩的自承能力得到发挥，并在金属网通过锚杆将受到的荷载传递到稳定的岩层中，最后化点支护为面支护可以让掉下的松散岩石兜住，使其不掉落在工作的洞室中，提高洞室的安全性。金属网紧贴岩面，可以很好保护围岩表面，防止围岩松动发生较大挠度，同时抑制片帮脱落。特别是对于金属网来说，其发生较大挠度时也不会被破坏，金属网相当于一层柔性喷层，但性能比喷层要好。（a）链环网（b）经纬网
绪论V（c）钢筋网图1-3三种不同的金属网Fig1-3Threedifferentmetalmeshes但随着挖掘深度越来越大，地应力不断增大。金属网中菱形网与经纬网承载能力逐渐下降，在洞室深部处经常发生破坏。菱形网是由于在发生破坏时网格的挠度变化巨大，对洞室安全造成了严重的威胁。经纬网则是因为在承受荷载能力上较弱造成其网格直接断裂，从而支护效果大大降低，如图1-4所示。图1-4两种金属网在深部洞室中的破坏[19]Fig1-4Thedestructionoftwometalnetsindeeproadway但对于钢筋网来说，其优异的承载能力和变形能力备受采矿工程建设者的青睐，钢筋网较其他金属网来说，承受峰值荷载的能力更强。在变形方面也较其他金属网相差很小，总体性能在金属网中排在第一位。钢筋网是按照一定规则间距垂直排列的钢筋组成的，在横向与纵向钢筋的交接处使用电焊的方法将其固定，是一种常用的地下支护构件[20]。钢筋网用途广泛，板、墙以及梁柱等混凝土结构，柱构件的承载能力、延性性能、抗裂能力以及抗震等力学性能有较大程度的提高和改善，具有显著的综合效益。美国早在1916年就已经尝试在采矿的洞室中使用钢筋网。在20世纪20-30年代，欧美地区的一些国家已陆续开始使用钢筋网。我国钢筋焊网起步较晚，20世纪80年代末在山东青岛市引进了第一条工业生产线后，现已陆续在南京、马鞍山、上海等地相继建厂。经过20多年的发展，目前形成了一定的规模，但与发达国家相比仍有较大差距。可解决人工绑扎隧洞衬砌曲线钢筋的不便，以及在喷射混凝土时，可有利于提高喷射混凝土的抗剪和抗弯强度，提高混凝土的抗冲切能力，抗弯曲能力，提高喷射混凝土的
【参考文献】：
期刊论文
[1]负泊松比材料和结构的研究进展[J]. 任鑫,张相玉,谢亿民. 力学学报. 2019(03)
[2]深井高应力软岩巷道围岩变形破坏机制及控制[J]. 张广超,何富连. 采矿与安全工程学报. 2015(04)
[3]锚杆支护金属网力学性能理论分析[J]. 孙志勇,林健. 煤炭技术. 2014(10)
[4]巷道围岩支护的极限自稳平衡拱理论[J]. 黄庆享,刘玉卫. 采矿与安全工程学报. 2014(03)
[5]锚杆支护金属网力学性能与支护效果实验室研究[J]. 林健,孙志勇. 煤炭学报. 2013(09)
[6]边坡主动防护网力学性能的试验与数值分析[J]. 汪敏,石少卿,阳友奎. 土木建筑与环境工程. 2011(S2)
[7]煤矿深部岩巷围岩控制理论与支护技术[J]. 袁亮,薛俊华,刘泉声,刘滨. 煤炭学报. 2011(04)
[8]锚杆支护焊接钢筋网力学性能研究[J]. 孙志勇,林健. 煤矿开采. 2011(01)
[9]巷道支护加钢筋网喷射混凝土破坏过程的数值模拟[J]. 宋爱东,南世卿,杨福军,苏明,李成合,姜艳美. 金属矿山. 2010(08)
[10]喷锚网支护原理及应用实践[J]. 赵卫东,张再兴. 有色金属(矿山部分). 2010(02)
博士论文
[1]深部巷道围岩破坏机理及支护对策研究[D]. 张军.中国矿业大学（北京） 2010
[2]矿山巷道支护设计的可靠性研究[D]. 王茹.东北大学 2009
硕士论文
[1]高应力破碎围岩支护中两种金属网的对比试验研究[D]. 苟晓梅.西南科技大学 2016
[2]深部高应力软岩巷道变形破坏特征及复合支护技术研究[D]. 苏光林.广西大学 2014
[3]回采巷道锚网支护金属网变形特征的试验研究[D]. 葛凤忠.河南理工大学 2014
[4]高地压条件下深井巷道围岩稳定性控制与支护技术研究[D]. 刘鹏飞.太原理工大学 2011
[5]矿用金属网气动联接装置的研究[D]. 翟莉.太原理工大学 2008
[6]深部巷道变形机理及支护技术研究[D]. 马强.辽宁工程技术大学 2006
本文编号：3470413
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