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锚固体剪应力分布特征研究及在回采巷道中的应用

作　者: 徐作卢
导　师: 高明中
学　校: 安徽理工大学
专　业: 采矿工程
关键词: 锚杆支护剪应力正交回归分析回采巷道
分类号: TD353
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 43次
引　用: 1次
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内容摘要

本文综合运用了理论分析、计算机数值模拟、正交回归分析、实验室试验和现场矿压观测等多种研究方法,对新集煤矿回采巷道锚杆支护技术进行了系统的研究。通过理论分析求得采用锚杆支护方式时剪应力沿锚固剂两侧交界面分布的解析解；通过正交模拟试验得到了回采巷道锚杆支护的最优支护参数,对试验结果进行了回归分析,得到了回归方程；通过计算机模拟分析,研究了回采巷道围岩的应力分布规律、位移分布规律、塑性区及锚杆位移矢量的变化情况；用巷道顶板离层临界值来检验锚杆支护设计的合理性。这都为确定现场锚杆支护参数提供了理论参考,在实践中取得了良好的技术经济效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-13
1 绪论  13-26
  1.1 问题的提出及研究意义  13-14
  1.2 煤矿巷道锚杆支护技术发展概况  14-16
    1.2.1 国外锚杆支护技术发展概况  14-15
    1.2.2 我国锚杆支护技术发展概况  15-16
  1.3 锚杆支护作用的研究现状  16-20
    1.3.1 锚杆支护的时机  17-18
    1.3.2 锚杆支护机理的发展  18-19
    1.3.3 预应力锚杆支护的优越性  19-20
  1.4 锚固段传力机理的分析方法  20-24
    1.4.1 试验研究  20-21
    1.4.2 论分析  21
    1.4.3 数值模拟法  21-24
  1.5 存在的问题  24
  1.6 本文的研究内容及方法  24
  1.7 研究技术路线  24-26
2 锚固体双界面剪应力分布的解析解  26-42
  2.1 国内外典型的锚杆锚固段传力机理分析方法及力学模型  26-34
    2.1.1 剪应力分布的指数函数假定  26-27
    2.1.2 按局部变形假定技术锚杆锚固段内力分布  27-29
    2.1.3 弹性理论法—共同变形假定  29-32
    2.1.4 剪应力分布的高斯曲线模式  32-33
    2.1.5 基于Mindlin解的简化分析方法  33-34
  2.2 锚固体双界面剪应力分析  34-41
    2.2.1 锚杆安装时的剪应力分布情况  34-36
    2.2.2 实际工作中的剪应力分布情况  36-41
  2.3 本章小结  41-42
3 数值模拟和正交回归分析  42-62
  3.1 数值模拟方法及FLAC软件简介  42-43
  3.2 正交设计法简介  43-45
    3.2.1 正交试验设计法的目的  43
    3.2.2 交试验设计法的概念及原理  43
    3.2.3 正交表及其基本性质  43-44
    3.2.4 正交试验设计的基本程序  44-45
  3.3 建立正交表  45-47
    3.3.1 分析试验目的与要求,确定试验指标  45
    3.3.2 选因素,定水平,列出因素水平表  45
    3.3.3 选择正交表,进行表头设计并确定试验方案  45-47
  3.4 建立模型  47-49
    3.4.1 选取本构模型  47
    3.4.2 模型尺寸及边界条件  47-48
    3.4.3 材料参数的选取  48-49
  3.5 模拟结果分析  49-60
    3.5.1 单次实验结果分析  52-54
    3.5.2 实验结果整体规律分析  54-55
    3.5.3 交分析  55-59
    3.5.4 正交数据的回归分析  59-60
  3.6 本章小结  60-62
4 工程应用  62-85
  4.1 地质概况  62-63
  4.2 150803工作面围岩物理力学性质测定  63-66
    4.2.1 150803工作面地质条件  63-64
    4.2.2 150803工作面围岩性能测试  64-66
  4.3 数值模拟结果分析  66-72
    4.3.1 围岩应力分布规律  68-69
    4.3.2 围岩位移分布规律  69-71
    4.3.3 塑性区及锚杆位移矢量  71-72
  4.4 150803工作面锚杆支护初步设计  72-75
    4.4.1 锚杆支护设计方案  72-73
    4.4.2 锚杆和锚索支护布置方式  73
    4.4.3 特殊条件处理  73-75
  4.5 支护效果检验及分析  75-81
    4.5.1 顶板离层监测的原理  75-76
    4.5.2 顶板离层监测仪器  76
    4.5.3 顶板离层的监测方法  76-77
    4.5.4 测站布置  77-78
    4.5.5 顶板离层临界值的确定  78
    4.5.6 测试结果及分析  78-81
  4.6 锚杆支护方式经济效益和社会效益分析  81-84
    4.6.1 经济效益分析  82-83
    4.6.2 社会效益分析  83-84
  4.7 本章小结  84-85
5 主要结论与展望  85-87
  5.1 主要结论  85
  5.2 不足与展望  85-87
参考文献  87-91
致谢  91-92
作者简介及读研期间主要科研成果  92

锚固体剪应力分布特征研究及在回采巷道中的应用

内容摘要

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