Сравнительное исследование результатов испытаний на сдвиг кабельного болта на трех лабораторных испытательных установках

В «Сравнительном исследовании результатов испытаний на сдвиг кабельного болта на трех лабораторных испытательных установках» исследователи глубоко углубились в решающую роль кабельных болтов в армировании горных пород и обеспечили более глубокое понимание их характеристик на сдвиг, сравнивая различные методы лабораторных испытаний. Целью данного исследования была оценка и оптимизация конструкции и применения кабельных болтов для обеспечения безопасности и эффективности в инженерно-геологических работах.

Сравнение экспериментальных методов

В статье сначала представлены три различных лабораторных испытательных стенда: британский стандарт испытания на одиночный сдвиг (BSST), испытание на одиночный сдвиг Megabolt (MSST) и устройство, разработанное Университетом Вуллонгонга. Каждый метод имеет свою уникальную конфигурацию и параметры испытаний, предназначенные для моделирования реакции кабельных болтов на сдвиговые усилия в горной породе. Метод BSST относительно прост и в основном используется для предварительных оценок. В то же время MSST и оборудование Университета Вуллонгонга предоставляют более сложные и комплексные условия тестирования для моделирования реальных горных условий.

Анализ экспериментальных результатов

Сравнивая результаты испытаний трех методов, исследователи обнаружили, что, несмотря на различия в конкретных значениях, методы показали определенную степень согласованности в оценке характеристик болтов. Это говорит о том, что лабораторные испытания являются эффективным способом прогнозирования производительности кабельных болтов в реальных условиях. Однако существуют и существенные различия, указывающие на необходимость учитывать больше переменных и условий в реальных приложениях.

Обсуждение влияющих факторов

В ходе углубленного обсуждения факторов, влияющих на характеристики сдвига кабельных болтов, исследование выявило несколько ключевых факторов, в том числе трение в суставах, отслоение болта, граничные условия, угол установки болта и условия контакта между болтом и стальной формой.

Трение суставов является одним из ключевых источников силы в процессе сдвига. Взаимодействие изогнутого болта с массивом горной породы изменяет нормальную силу, действующую на сдвиговое соединение, а изменение коэффициента трения в соединении отражает повреждение массива горной породы и дробление породы вокруг болта.

Разрушение болта происходит, когда связь между болтом и герметизирующим материалом ослабевает, что приводит к перемещению или вращению болта в осевом направлении под нагрузкой. Степень отсоединения болта будет влиять на жесткость и прочность на сдвиг всей системы сдвига.

Граничные условия включают нормальные и радиальные ограничения системы болтов. Эти условия обычно фиксируются в лабораторных условиях, но могут меняться на месте, влияя на фактическую производительность болта.

Регулировка угла установки болта необходима для имитации реальных горных условий, но для большинства существующих устройств для испытаний на сдвиг это невозможно. Различные углы установки влияют на то, как болт контактирует с горной массой, тем самым влияя на его производительность.

Условия контакта между болтом и стальной формой также важны в процессе сдвига. Теоретически болт контактирует только с герметизирующим материалом и горной массой до окончательного разрушения. Любой неожиданный контакт между болтом и стальной рамой может привести к сильной концентрации напряжений и преждевременному выходу болта из строя.

Анализируя эти факторы, исследование подчеркивает важность их учета при лабораторных испытаниях и полевых испытаниях для обеспечения эффективности и безопасности болтов.

Значение для практического применения

В статье обсуждается, как применить результаты лабораторных испытаний к реальному проектированию армирования горных пород. Исследователи отмечают, что, хотя лабораторные условия могут предоставить подробные данные и контроль, условия горных пород на месте зачастую более сложны и изменчивы. Поэтому инженерам необходимо интегрировать результаты лабораторных испытаний с реальными условиями на объекте при выборе и оценке анкерных систем.

Заключение

Исследование показывает, что соответствующие лабораторные испытания могут предоставить важную прогностическую информацию о характеристиках кабельных болтов. Различные методы испытаний имеют свои преимущества и ограничения, но путем сравнения и понимания этих методов можно более точно оценить и оптимизировать конструкцию и применение кабельных болтов. Исследование также подчеркивает важность продолжения исследований и разработки более совершенных методов и технологий испытаний для обеспечения безопасности и эффективности подземных работ.

В целом, эта статья предлагает глубокую информацию и ценные рекомендации по повышению безопасности и эффективности геотехнических работ, а также оптимизации конструкции и применения кабельных болтов. Понимая и учитывая различные влияющие факторы, мы можем лучше проектировать и оценивать системы крепления скал, обеспечивая устойчивость и безопасность подземных сооружений.