大比例巷道锚杆支护相似模拟试验研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 1 绪论 | 第10-31页 |
| 1.1 选题意义 | 第10-11页 |
| 1.2 研究现状 | 第11-27页 |
| 1.2.1 相似三定理 | 第11-12页 |
| 1.2.2 地质力学模拟相似条件 | 第12-13页 |
| 1.2.3 国外研究现状 | 第13页 |
| 1.2.4 国内研究现状 | 第13-27页 |
| 1.2.4.1 模型试验台研究现状 | 第13-17页 |
| 1.2.4.2 煤矿巷道相似模拟试验研究 | 第17-27页 |
| 1.3 存在的问题 | 第27-28页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第28页 |
| 1.5 研究方法和技术路线 | 第28-30页 |
| 1.5.1 研究方法 | 第28-29页 |
| 1.5.2 技术路线 | 第29-30页 |
| 1.6 预期成果 | 第30-31页 |
| 2 大比例巷道锚杆支护相似模型试验台 | 第31-39页 |
| 2.1 大比例巷道锚杆支护相似模型试验台 | 第31-32页 |
| 2.2 承载系统 | 第32-34页 |
| 2.2.1 纵向主体承载框架 | 第32-33页 |
| 2.2.2 水平反力框架 | 第33页 |
| 2.2.3 水平反力框架升降系统 | 第33页 |
| 2.2.4 试验台与地面连接系统 | 第33-34页 |
| 2.3 液压加载系统 | 第34-36页 |
| 2.3.1 液压加载系统构成 | 第34-36页 |
| 2.3.2 液压加载系统加载能力 | 第36页 |
| 2.4 远程控制台 | 第36-37页 |
| 2.5 本章小结 | 第37-39页 |
| 3 巷道顶板和锚杆支护相似材料及其力学性能试验 | 第39-60页 |
| 3.1 相似比设计 | 第39-40页 |
| 3.2 顶板模型设计及其力学性能试验 | 第40-51页 |
| 3.2.1 顶板模型设计 | 第40-43页 |
| 3.2.1.1 原型巷道顶板 | 第40-41页 |
| 3.2.1.2 模型巷道顶板设计 | 第41-43页 |
| 3.2.2 顶板模型材料配比 | 第43-44页 |
| 3.2.3 设计顶板模型力学性能试验 | 第44-50页 |
| 3.2.3.1 抗压强度试验 | 第44-46页 |
| 3.2.3.2 弹性模量、泊松比试验 | 第46-49页 |
| 3.2.3.3 模型试验结束后取样力学性能试验 | 第49-50页 |
| 3.2.4 水泥砂浆配比材料相似性 | 第50-51页 |
| 3.3 锚杆支护材料设计与力学性能试验 | 第51-59页 |
| 3.3.1 锚杆杆体设计与力学性能试验 | 第51-54页 |
| 3.3.1.1 锚杆杆体设计 | 第51-52页 |
| 3.3.1.2 锚杆杆体力学性能试验 | 第52-54页 |
| 3.3.2 模拟钢带设计与力学性能试验 | 第54-56页 |
| 3.3.2.1 模拟钢带设计 | 第54页 |
| 3.3.2.2 铝钢带力学性能试验 | 第54-56页 |
| 3.3.3 模拟托盘、螺母设计 | 第56-57页 |
| 3.3.3.1 模拟托盘设计 | 第56页 |
| 3.3.3.2 模拟螺母设计 | 第56页 |
| 3.3.3.3 螺母、托盘与锚杆匹配性试验 | 第56-57页 |
| 3.3.4 模拟经纬网设计 | 第57-58页 |
| 3.3.5 模拟支护材料相似性 | 第58-59页 |
| 3.4 本章小结 | 第59-60页 |
| 4 锚杆支护顶板模型制作及模型试验方案 | 第60-77页 |
| 4.1 顶板模型制作方法 | 第60-64页 |
| 4.1.1 顶板模型铺设装置 | 第60-61页 |
| 4.1.2 模型制作工艺流程 | 第61-62页 |
| 4.1.3 模型制作步骤 | 第62-64页 |
| 4.2 锚杆支护材料安装 | 第64-67页 |
| 4.2.1 预留锚杆孔与离层孔 | 第64-65页 |
| 4.2.2 锚杆锚固 | 第65-67页 |
| 4.2.3 支护材料安装 | 第67页 |
| 4.3 试验监测系统 | 第67-74页 |
| 4.3.1 锚杆受力监测 | 第67-68页 |
| 4.3.2 钢带受力监测 | 第68-69页 |
| 4.3.3 顶板下沉监测 | 第69-70页 |
| 4.3.4 顶板离层监测 | 第70-71页 |
| 4.3.5 模型内部应变变化监测 | 第71-73页 |
| 4.3.5.1 应变块制作 | 第71-72页 |
| 4.3.5.2 应变块数据采集 | 第72页 |
| 4.3.5.3 应变块布置 | 第72-73页 |
| 4.3.6 模型裂隙监测 | 第73-74页 |
| 4.3.6.1 摄像头模型底部裂隙监测 | 第73页 |
| 4.3.6.2 声发射内部裂隙监测 | 第73-74页 |
| 4.3.6.3 模型南北侧面裂缝监测 | 第74页 |
| 4.4 模型试验加载方案及边界条件 | 第74-75页 |
| 4.5 本章小结 | 第75-77页 |
| 5 锚杆支护顶板相似模型试验结果及分析 | 第77-132页 |
| 5.1 模型一试验结果及分析 | 第77-101页 |
| 5.1.1 试验加载过程 | 第77-79页 |
| 5.1.2 监测结果 | 第79-101页 |
| 5.1.2.1 模型外部裂缝变化规律 | 第79-82页 |
| 5.1.2.2 模型内部裂隙声发射监测 | 第82-94页 |
| 5.1.2.3 顶板下沉 | 第94-95页 |
| 5.1.2.4 顶板离层 | 第95-96页 |
| 5.1.2.5 锚杆受力 | 第96-97页 |
| 5.1.2.6 锚杆变形 | 第97-98页 |
| 5.1.2.7 钢带应力变化 | 第98-101页 |
| 5.2 模型二试验结果及分析 | 第101-120页 |
| 5.2.1 试验加载过程 | 第101-103页 |
| 5.2.2 监测结果 | 第103-120页 |
| 5.2.2.1 模型外部裂缝扩展变化 | 第103-107页 |
| 5.2.2.2 模型内部裂隙声发射监测分析 | 第107-110页 |
| 5.2.2.3 顶板下沉 | 第110-113页 |
| 5.2.2.4 顶板离层 | 第113-114页 |
| 5.2.2.5 锚杆受力 | 第114-117页 |
| 5.2.2.6 锚杆变形 | 第117-118页 |
| 5.2.2.7 钢带应力变化 | 第118-120页 |
| 5.3 两个模型试验对比分析 | 第120-130页 |
| 5.3.1 模型变形破坏规律分析 | 第121-127页 |
| 5.3.1.1 底部裂缝随加载逐步变化对比 | 第121-122页 |
| 5.3.1.2 模型南北侧面裂缝对比分析 | 第122-123页 |
| 5.3.1.3 模型内部裂缝扩展对比 | 第123-124页 |
| 5.3.1.4 顶板下沉 | 第124-126页 |
| 5.3.1.5 顶板离层对比分析 | 第126-127页 |
| 5.3.2 支护构件受力变形分析 | 第127-130页 |
| 5.3.2.1 锚杆受力分析 | 第127-129页 |
| 5.3.2.2 锚杆变形对比分析 | 第129页 |
| 5.3.2.3 钢带应变变化对比分析 | 第129页 |
| 5.3.2.4 支护构件支护作用 | 第129-130页 |
| 5.4 本章小结 | 第130-132页 |
| 6 结论与展望 | 第132-135页 |
| 6.1 主要结论 | 第132-133页 |
| 6.2 创新点 | 第133页 |
| 6.3 展望 | 第133-135页 |
| 参考文献 | 第135-138页 |
| 致谢 | 第138-139页 |
| 在读期间发表的学术论文 | 第139页 |
