预裂锚固体力学特性及锚固机理 论文

为了研究锚杆对深部巷道围岩的控制作用，通过制作三轴加载物理相似模拟试验系统，分析了锚杆支护强度、锚杆预紧力对预裂试件的锚固效果，并构建了劈裂板梁结构模型。试验结果发现：在无锚杆支护的情况下，试件表现出脆性破坏；随着锚杆支护强度及预紧力的增大，试件的承载能力得到了显著提高，且其应力应变曲线显示出较好的屈服平台，表现出明显的延性特征。

进一步分析表明，当试件的垂向位移量相近时，锚杆支护强度及预紧力的增大会使试件的体应变减小。试件主要沿最大主应力方向（垂直方向）发生劈裂破坏，拉伸裂纹集中在临空面附近，而剪切裂纹则分布在远离临空面的区域。在锚杆的作用下，形成了类似板梁的结构，板梁挠度不仅与试件自身的力学性能和外载荷有关，还与板梁的长度及板梁结构形式相关。锚杆支护密度的增大，改变了板梁的结构形式，减小了板梁的挠度，而较大的预紧力则能够降低板梁之间的离层量，从而有效控制了试件的非连续变形。