矿用预应力钢棒力学性能试验研究 论文

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预应力钢棒因其 预紧力等级高、延伸率高 及 受力状态优越 等显著优势，已经在 煤矿巷道支护工程 中得到了越来越广泛的应用。为进一步探究矿用预应力钢棒的力学性能，我们在实验室内进行了 拉伸试验、金相组织分析、冲击韧性测试、预应力损失试验、偏载试验、安装推进阻力试验 及配套 锁具性能试验。

通过试验得出的结果显示：直径20 mm矿用预应力钢棒在拉伸时的极限承载能力达到了 422 kN，与直径20 mm牌号HRB335锚杆杆体相比，其增幅高达 176%，断后伸长率平均为 13.3%，为锚索断后伸长率的 2.4倍，并且断后呈现出 杯锥状断口。同时，钢棒在拉断前后的冲击吸收功分别为 46 J 和 23.3 J，其材料组织结构为 回火索氏体，晶粒度达到 9.5 和 8.5，属于 超细晶粒度 范畴。

在预应力损失方面，受力长度分别为 1 230 mm 和 1 500 mm 时，预应力损失率分别为 38.37% 和 36.74%。随着载荷的增加，预紧力损失率逐渐减小；而随着受力长度的增加，钢棒预紧力损失率同样逐渐减小。在偏载角度为 5°、10°、15°、20° 及 25° 时，钢棒的极限承载能力降幅分别为 18.3%、22.5%、26.4%、26.9% 及 27.5%。

在使用 28 mm钻孔 时，直径18 mm和直径20 mm钢棒的平均最大推进阻力分别为 179 N 和 453 N，两者相差 274 N。这些实验结果不仅验证了预应力钢棒的优越性能，也为其在煤矿巷道支护中的应用提供了强有力的依据。

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