Горные болты наблюдаются в полевых условиях

Рис. 1. Стрессовое разрушение и болт, обнаженный на переднем забое в выемочном забое . Обратите внимание на место переломов, вызванных напряжением.

Рис. 2. Арматурный болт, обнаженный на переднем забое выемки и засыпки забоя . Болт подвергался срезающим нагрузкам и отклонялся от первоначальной траектории отверстия. Толстые стрелки указывают направление возможных сдвиговых движений в породе.

Рис. 3. Неисправный арматурный болт, обнаруженный на переднем забое выемочного забоя . Перед разрушением болт подвергался как растягивающим, так и срезающим нагрузкам. Осевое смещение отверстия составило около 30 мм, а боковое смещение - около 18 мм в месте разрушения.

Рис. 4. Разрушение анкерных болтов при сдвиге на месте. Неисправные арматурные болты обнажены на переднем забое металлической шахты в Швеции. Болт 1 вышел из строя примерно на расстоянии 1,5 м от планшайбы, а болт 2 — примерно на 0,5 м. Стрелки указывают направление движения породы в местах разрушения болта. Болт 1 смещен примерно на 40 мм, а смещение открытия составляет не менее 20 мм. Два вышедших из строя болта на лицевой стороне. b Болт 1 крупным планом. c Болт 2 крупным планом

Рис. 5. Неисправные анкерные болты. Неудавшийся арматурный болт в ползучей горной массе, Швеция. б Неудачные сплит-сеты в слабом горном массиве, Австралия.

Рис. 6. Неисправные арматурные болты и два конусных болта, обнаженные после падения крыши, вызванного толчком в металлической шахте.

Рис. 7. Конусные болты и арматурные болты, испытанные в сильно деформированном штреке шахты в Канаде. Арматура, провалившаяся в скалу. б Неисправный арматурный стержень и неповрежденный конусный болт. c Конусный болт, потерявший внешнюю точку крепления на лицевой пластине.

Выводы

л  Анкерные болты на месте наиболее нагружены в части, близкой к устьевой части скважины. В расширяющемся массиве горных пород максимальная нагрузка на анкер обычно возникает на расстоянии около 0,5 м от планшайбы.

л  На месте анкерные болты подвергаются как растягивающим, так и срезающим нагрузкам. Прочность анкера на сдвиг так же важна, как и его прочность на растяжение.

л  Основным недостатком обычного полностью приклеенного арматурного болта является его малая способность к деформации. Небольшое раскрытие трещины может привести к преждевременному выходу из строя болта, поскольку деформационная способность материала болта мобилизуется только в небольшом сегменте болта, перекрывающем перелом.

л  В условиях высоких напряжений горных пород анкерные болты должны не только иметь высокую несущую способность, но и выдерживать большие расширения горных пород. Другими словами, они должны быть способны поглотить большое количество энергии до выхода из строя.