U型约束混凝土拱架力学性能及变形破坏机制试验_中国煤炭行业知识服务平台

U型约束混凝土拱架力学性能及变形破坏机制试验

作者

王琦王德超李为腾任尧喜阮国强肖国强郭念波潘锐
单位

山东大学岩土与结构工程研究中心山东省矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地兖矿集团有限公司博士后工作站龙口煤电有限公司
摘要

针对深井高应力巷道支护难题,基于常规U型钢拱架设计了一种U型约束混凝土(UCC)支护系统。为明确支护系统核心构件UCC拱架的力学性能及变形破坏机制,采用自主研发的地下工程约束混凝土拱架1∶1力学试验系统,并结合数值计算方法,开展了系统的试验研究。结果表明,均压加载条件下,室内试验UCC29拱架的屈服荷载为1 230 k N,极限荷载为1 310 k N,数值模拟与室内试验结果相差仅为8.86%和12.5%,拱架整体呈现"拱顶上升,拱腿内敛,整体变瘦高"的变形形态,最大变形部位在拱腿中部至起拱点位置。拱架变形破坏机制为局部强度破坏造成拱架整体失稳。现场应用效果显示,UCC拱架具有显著的围岩控制效果,为深井高应力巷道提供了一种新型支护形式。
关键词

深井约束混凝土拱架力学性能变形破坏机制
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目(51304125)；矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地开放基金资助项目(MDPC2012KF11)；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20130131120090)；
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