锚杆组合构件预应力传递效应的解析计算

蒋 威，瞿 浩，石 蒙，王东攀

（1.中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京 100083；2.天地科技股份有限公司 开采设计事业部，北京 100013；3.伊金霍洛旗呼氏煤炭有限责任公司 淖尔壕煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 017200）

组合锚杆支护技术在我国大部分煤矿推广应用，成为现代矿井首选的、安全高效的巷道支护方式[1-3]。常见组合构件有钢带和钢梁，能够显著增加锚杆支护的适应性和支护效果[4-5]。近年来，为了适应深部、复杂条件开采巷道难支护的问题，在组合支护的基础上，康红普等学者提出了高预应力强力支护理论[6-9]，强调了预应力在巷道支护中的重要性，工程应用效果良好[10-12]。关于预应力的作用机理及其与锚杆组合构件的作用关系，国内学者进行了较多研究。李冲，徐金海等人采用理论分析、现场实测等研究方法，得到了锚杆杆体轴应力、剪应力与预紧力的关系以及杆体轴应力与剪应力的分布规律[13]；康红普，吴拥政等人分析了组合构件在锚杆支护过程中的作用，使用有限元数值模拟计算了W钢带在预应力影响下的应力分布和变形特征[14]；对于预应力的分布特征，康红普等人通过数值模拟对比分析了不同支护形式下锚杆预应力的应力场分布，得到了一些规律[15]。不过，在组合构件影响下，锚杆预应力在围岩中的分布规律，国内研究较少。弹性地基梁理论在计算过程中同时考虑了梁和地基的变形，以其较高的计算精度，在工程领域中广泛应用[16-18]。在预应力组合锚杆支护中，组合构件起到了地基梁的作用，预应力则通过组合构件传递到围岩（地基）中[19-21]。……