回采巷道锚杆动载响应的数值分析.pdf

第22卷第11期岩石力学与工程学报22(11)：1903～1906
2003年11月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringNov.，2003

回采巷道锚杆动载响应的数值分析*

薛亚东张世平康天合
(太原理工大学采矿研究所太原030024)

摘要采用二维快速拉格朗日程序FLAC，对回采巷道锚杆支护(端锚和全锚)进行地震动载模拟分析，得出锚杆轴
力随动载作用时间的变化规律，同时发现锚杆安装角对轴力的动载响应有很大影响。在给定的模拟条件下，锚杆
一般不会因为地震动载而失效，但锚杆需保留有一定的抗拉强度潜能。端锚和全锚对动载的响应不同，端锚支护
巷道受动载的破坏较全锚小，表明动载巷道锚杆支护应采用端锚(或加长端锚)方式。
关键词巷道工程，动载响应，锚杆支护，数值分析
分类号O347.1，TD353+.6文献标识码A文章编号1000-6915(2003)11-1903-04

NUMERICALANALYSISONDYNAMICRESPONSEOF
ROCKBOLTSINMININGROADWAYS

XueYadong，ZhangShiping，KangTianhe
(MiningTechnologyInstitute，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024China)

AbstractTherockboltsinminingroadwaysarealwayssubjectedtodynamicloading，suchasblasting，rock
burstandseismicloading.Therehasbeenlittleresearchintotheresponseofrockboltstodynamicloading.Inthis
paper，a2DfastLagrangiananalysisofcontinua(FLAC)codeisusedtoanalyzetheinfluenceofseismicloading
onbolts(end-anchoredandfullygrouted).Withthenumericalanalysis，thevariationofaxialforceofboltwith
dynamicloadingtimeisobtained.Theinstallationangleofboltsaffectsthedynamicresponseofaxialforce.The
maxdynamicstressintheboltsinducedbyseismicloadingshouldbebelowtheyieldstrengthofboltshank(steel).
End-anchoredboltsareofmoreductibilityandcanbewellsuitedtodynamicloadingthanfullygroutedbolts.Asa
result，end-anchoredboltshouldbeusedinminingroadwaystoundergodynamicloading.
Keywordsroadwayengineering，dynamicresponse，rockboltsupporting，numericalanalysis

杆支护作用方面，采用现场拉拔试验、相似模拟和
1引言数值分析等方法进行研究，这些研究都是基于静态
条件的。实际中的回采巷道会受到诸如爆破、岩爆、
回采巷道在煤矿开采掘进巷道中占很大比重，地震和周期来压等动载荷的影响，但对于锚杆的动
锚杆支护作为一种主动支护方式，以其施工简便、载响应研究却很少。文[1]通过现场试验，研究了端
支护安全和经济等特点，已逐渐成为回采巷道的主头锚固锚杆在爆炸载荷作用下的动力特性，指出爆
要支护方式。在锚杆支护参数设计方面，目前主要炸载荷对锚杆预应力的影响主要有爆炸脉冲振幅、
以三大支护机理(悬吊、压缩梁和挤压拱)为基础，持续作用时间和载荷循环3个因素。文[2]通过对爆
采用理论计算、工程类比和动态设计等方法。在锚炸载荷作用下锚杆的拉拔试验，得出距离爆破点3.4

2003年4月1日收到初稿，2003年6月21日收到修改稿。
*山西省青年科技基金(20021021)资助项目。
作者薛亚东简介：男，32岁，1996年毕业于山西矿业学院，2002年于石油大学获博士学位，主要从事岩石力学与数值分析方面的教学和科研工作。
E-mail：[e-mail]。
•1904•岩石力学与工程学报2003年

m的锚杆抗拉拔强度没有明显降低。文[3]通过数值部阻尼和人工粘滞3种阻尼形式。对应岩土类材