加锚岩体流变特性及锚固控制机制分析

›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (6): 1730-1734.

加锚岩体流变特性及锚固控制机制分析

赵同彬^{1, 2}，谭云亮¹，刘姗姗¹，肖亚勋³

1. 山东科技大学资源与环境工程学院，山东青岛 266510；2. 煤炭资源与安全开采国家重点实验室（中国矿业大学），北京 100083； 3. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，武汉 430071

收稿日期:2011-12-19 出版日期:2012-06-11 发布日期:2012-06-14
作者简介:赵同彬，男，1975年生，博士，副教授，主要从事矿山岩体力学方面的研究工作。
基金资助:
国家自然科学基金(No. 51004068)；山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(No. BS2011NJ014)；煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放基金项目(No. SKLCRSM10KFB03)。

Analysis of rheological properties and control mechanism of anchored rock

ZHAO Tong-bin^{1, 2}，TAN Yun-liang¹，LIU Shan-shan¹，XIAO Ya-xun³

1. College of Resources and Environmental Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266510, China; 2. State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining, China University of Mining & Technology, Beijing 100083, China; 3. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China

Received:2011-12-19 Online:2012-06-11 Published:2012-06-14

摘要/Abstract

摘要： 通过室内蠕变试验和理论分析，对加锚改善岩石流变力学特性进行了研究，并探讨了锚固控制岩石流变的力学机制。采用RLJW-2000型流变试验机，对红砂岩及其加锚试件进行分级加载（100 h以上）单轴压缩试验，结果表明，加锚后岩石的流变应力阀值提高了20%～30%? c，且不同应力水平流变量均能得到一定控制，加锚使试件的长期强度增加了5%～10%? c。此外，基于整体协调变形原理，建立了加锚体流变本构方程，推导出了一维B-K模型解答，算例分析表明，锚杆密度越大，对岩石流变控制效果越好，得出锚杆等效刚度是约束岩石流变的主导因素，但从技术经济角度考虑，锚杆支护密度与岩石流变参数之间存在一个合理的匹配区间。研究结果对长期使用的岩体工程锚固支护设计提供了理论依据。

关键词: 加锚岩石, 流变特性, 本构模型, 锚固机制

Abstract: By laboratory test and theoretical analysis, the rheological properties of anchored rock and controlling mechanism by anchor are studied. The results show that, non-anchored and anchored specimens’ indoor long-time (above 100 h) creep test is done by RLJW-2000 rheology tester; creep stress threshold of anchored rock is increased by about 30%?c; creep deformations at different stress level stages are significantly controlled; and anchored specimen’s long-term intensity is increased by 5% to 10%?c. In addition, according to the equivalent co-deformation principle, one-dimensional creep constitutive equation of anchored rock is established; the answer of anchored generalized Kelvin (B-K) model is derived. The example shows that rock rheology’s control effect gets better with increasing of bolt consistency, which can be obtained that the anchor’s equivalent stiffness is a dominant factor restraining rock rheology. But from the view of economic technology, bolt consistency and rock rheological parameters have a rational matching interval. The result provides a theoretical basis for the anchorage support design of rock engineering after long-term service.

Key words: anchored rock, rheological property, constitutive model, anchoring mechanism

中图分类号:

TU 45

赵同彬，谭云亮，刘姗姗，肖亚勋　. 加锚岩体流变特性及锚固控制机制分析[J]. , 2012, 33(6): 1730-1734.

ZHAO Tong-bin　，TAN Yun-liang　，LIU Shan-shan　，XIAO Ya-xun　. Analysis of rheological properties and control mechanism of anchored rock[J]. , 2012, 33(6): 1730-1734.

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