单_双层网锚喷支护承载机理及应用

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1、·118·%%%%%%2013年第5期2013年10月SichuanBuildingMaterials第39卷总第175期DOI:10．3969/j．issn．1672－4011．2013．05．055单、双层网锚喷支护承载机理及应用李松，孟凡鹏(安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001)摘要:目前矿山巷道大多采用单层钢筋网锚喷支护(mm)，锚杆盖板规格200×200×10(mm)。金属网规格为或者U型棚支护，本文对比提出了双层钢筋网锚喷支护。Φ6×2000×1000(mm)，网格100×100(mm)。喷射混凝通过理论分析，揭示了巷道锚喷支护网壳

2、的受力特点及应土喷层时，先喷20mm厚的防风化层;挂第一层钢筋网，力分布规律。在此基础上，对单网锚喷结构和双网锚喷结再喷射100mm的混凝土层，挂第二层钢筋网，最后喷射30构的承载机理做了全面的理论分析比较，借助大型非线性mm厚的保护层。为了进行比较，单网锚喷支护除了没有第有限元软件对这两种结构进行数值模拟分析比较，从理论二层钢筋网，其他参数均和双网锚喷的一样。和数值模拟两方面，论证了双网锚喷支护的承载力较单网2锚喷支护理论分析锚喷支护有较大的提高。关键词:单层钢筋网锚喷支护;双层钢筋网锚喷支护;2.1锚喷支护受力模型数值模拟;混凝土网壳锚喷支护可以看成

3、是由许多点支撑的连续板壳结构，中图分类号:TU470文献标志码:B其简化如图1所示。文章编号:1672－4011(2013)05－0118－030前言目前，大多数深部软岩巷道都是采用U型棚支护或单层钢筋网锚喷支护。U型棚支护虽然在技术上可行，但是不够经济。而在地应力大的深部软岩巷道中，单层钢筋网锚喷支护的支护效果十分不理想，容易导致钢筋网与混凝土的粘结力过早失效、混凝土层裂缝过大甚至脱落，最终［1］导致巷道变形过大。双网锚喷支护则可以避免上述两种图1锚喷支护的简化模型图支护的缺点，同时集合二者的优点。在承载力方面，其较单网锚喷支护也有很大提高，同时又很经

4、济。本文从理论锚杆的间排距a和b远小于锚喷板壳的纵向尺寸，围和数值模拟两个方面，对双网锚喷支护和单网锚喷支护的岩对锚喷板壳的作用可近似为布满板面的均布荷载。这种承载机理进行了详细的分析和比较。情况下，除靠近板的边缘的部分外，在内部，尺寸为a×b的各个板块的变形和受力是相同的，因而只需研究其中的1工程概况任意一块即可，例如图1中画阴影的部分。而每一个小区为了比较，笔者在淮北某矿的I3采区轨道大巷选取了格都可以看成是一块受均布荷载q的四角点固支的板。相距500m、长度为50m的两个试验段，两个试验段分别对于四角点固支的矩形板在均布荷载下所有截面的求单独使用了

5、单网锚喷支护和双网锚喷支护。解，目前很多学者都给出了精确度很高的解析解。但是这些(1)地质条件。I3采区轨道大巷沿掘进方向总体为顺解析解的表达式都很复杂，不便于在工程上使用。根据精确层施工，位于8煤层底板施工，巷道距8煤层法距约22～解定性绘出的四角点固支板的弯矩分布，如图2所示。25m。巷道将穿过F71支、F12、FS8支、FS37、F14等数条断层。由于埋深较大、地质构造复杂、施工扰动影响严重，致使巷道的围岩松软破碎、风化严重或遇水泥化现象严重。(2)两种锚喷支护的参数。I3采区轨道大巷断面为直墙半圆拱，断面参数如表1所示。表1巷道断面参数/mm巷道

6、净宽巷道净高开拓宽开拓高墙净高50004100530042501600双网锚喷支护参数:锚杆为Φ22×2400(mm)20MnSi左旋无纵筋螺纹钢高强预应力锚杆，锚杆间排距700×700图2板区格弯矩分布示意图作者简介:李松(1988－)，男，安徽淮南人，在读硕士研究生，主要研究方向:矿山支护技术和工程力学。%%%%%%2013年第5期·119·第39卷总第175期SichuanBuildingMaterials2013年10月2.2二者承载机理的比较1)在ABAQUS中，正值代表拉应力，负值代表压应通过对锚网喷支护板壳的受力特点的分析，笔者下面力。从图

7、3可以看出混凝土网壳都出现了最大拉应力，说对单网锚喷支护和双网锚喷支护的承载机理进行比较分析:明其中的某些点和截面已经达到屈服状态。但是，可以看1)由图2可以很清楚的看到，四角点固支板在角点处出单网锚喷结构的最大拉应力分布区域较广，特别是在网受到负弯矩作用，在跨中处受到正弯矩作用。单网锚喷支壳的内层区格的跨中出现了大面积的受拉屈服区域，这样护只配了一层钢筋网的矩形板，其能够很好的承受角点处的结构会随着混凝土的由内层到外层的逐步开裂，完全失上部负弯矩产生的拉应力，而对于跨中处的正弯矩，由于去承载能力。而双网锚喷结构只是在锚盘托板出现了个别底部没有配置钢筋网

8、，只有混凝土承受正弯矩产生的拉应结点的屈服，但由于混凝土有一定的塑性，其还可以继