岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (11): 3355-3365.doi: 10.16285/j.rsm.2024.0079

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

缩管式恒阻大变形锚杆抗冲击特性及其治理岩爆潜力研究

赵明珠1，吴学震1，叶青1，王刚2, 3，蒋宇静1, 4，邓涛1   

  1. 1. 福州大学 土木工程学院，福建 福州 350108；2. 福建理工大学 地下工程福建省高校重点实验室，福建 福州 350118； 3. 山东科技大学 山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东 青岛 266590；4. 长崎大学 工学研究科，日本 长崎
  • 收稿日期:2024-01-12 接受日期:2024-03-03 出版日期:2024-11-11 发布日期:2024-11-15
  • 通讯作者: 吴学震，男，1988年生，博士，研究员，主要从事隧道与地下工程等方面的研究。E-mail: wu@fzu.edu.cn
  • 作者简介:赵明珠，女，1998年生，博士研究生，主要从事岩土工程方面的研究。E-mail: 230510024@fzu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金（No. 52179098，No.41907251）

Impact resistance characteristics of steel pipe shrinkable energy-absorbing bolt and its potential for rockburst mitigation and control

ZHAO Ming-zhu1, WU Xue-zhen1, YE Qing1, WANG Gang2, 3, JIANG Yu-jing1, 4, DENG Tao1   

  1. 1. College of Civil Engineering, Fuzhou University, Fuzhou, Fujian 350108, China; 2. Key Laboratory of Underground Engineering, Fujian University of Technology, Fuzhou, Fujian 350118, China; 3. Shandong Provincial Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation in Civil Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266590, China; 4. Department of Engineering Research, Nagasaki University, Nagasaki, Japan
  • Received:2024-01-12 Accepted:2024-03-03 Online:2024-11-11 Published:2024-11-15
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (52179098, 41907251).

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摘要： 深部岩体非线性大变形特性引发的岩爆灾害一直是岩土工程的世界性难题，严重制约了工程建设的施工进度和工程安全，加强对岩爆防治措施的深入研究刻不容缓。基于钢管挤压变形原理，提出了一种新型的缩管式恒阻大变形锚杆，该种锚杆可在容许较大的变形量的同时提供较高的恒阻力。在前期研究的基础上，通过落锤冲击试验探索了缩管式恒阻大变形锚杆的抗冲击性能。试验结果表明：在整个冲击过程中，缩管式恒阻大变形锚杆的工作阻力稳定在150～180 kN范围内，恒阻特性显著；缩管式恒阻大变形锚杆吸收能量大、效率高，单次可吸收冲击能量为53 kJ；在冲击过程中，试件压缩率仅减小了0.54%～1.43%，变形情况较为稳定。缩管式恒阻大变形锚杆具有良好的抗冲击特能，可为地下工程建设过程中岩爆灾害的治理提供有力的技术支撑。

关键词: 缩管式恒阻大变形锚杆, 抗冲击特性, 岩爆, 恒阻力, 落锤冲击试验

Abstract: The rockburst disaster triggered by the nonlinear large-deformation characteristics of deep rock masses has been a worldwide problem in geotechnical engineering, severely constraining construction progress and safety in engineering projects. Therefore, it is imperative to intensify in-depth research on rockburst prevention measures. Based on the principle of steel pipe compressive deformation, a novel steel pipe shrinkable energy-absorbing bolt constant-resistance large-deformation bolt was proposed, which can provide a high constant resistance while accommodating a substantial amount of deformation. Building on previous research, the impact resistance of the steel pipe shrinkable energy-absorbing bolt constant-resistance large-deformation bolt was investigated through drop hammer impact tests. The test results indicate that: during the impact process, the working resistance of the steel pipe shrinkable energy-absorbing bolt constant-resistance large-deformation bolt remains stable within the range of 150 kN to 180 kN, demonstrating notable constant-resistance characteristics; the bolt absorbs a significant amount of energy with high efficiency, capable of absorbing up to 53 kJ of impact energy in a single instance; throughout the impact, the compression rate of the specimen only decreased by 0.54% to 1.43%, indicating relatively stable deformation. The steel pipe shrinkable energy-absorbing bolt constant-resistance large-deformation bolt exhibits excellent impact resistance, providing robust technical support for the prevention and control of rockburst disasters during underground engineering construction.

Key words: steel pipe shrinkable energy-absorbing bolt, impact resistance characteristics, rockburst, constant resistance, drop-weight impact test

中图分类号: TU 45
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