锚杆静-动力学特性及其冲击适用性

王爱文^1,2,3，高乾书¹，代连朋¹，潘一山^1,4，张建卓⁵，陈建强³

1. 辽宁工程技术大学力学与工程学院2. 辽宁工程技术大学冲击地压研究院3. 神华新疆能源有限责任公司4. 辽宁大学5. 辽宁工程技术大学机械工程学院

摘 要：利用自主研制的静-动加载试验系统开展了等强与非等强螺纹钢锚杆的静力拉伸实验及有无预应力加载的动力冲击实验。结果表明:在静荷载作用下等强与非等强螺纹钢锚杆都经历了"线弹性变形—屈服平台—强化阶段—径缩破坏"的4个阶段;冲击加载时锚杆的屈服阶段可划分为瞬态屈服与稳态屈服,瞬态屈服的峰值载荷明显高于稳态屈服载荷,且相同直径条件下与静力加载相比锚杆屈服伸长量减小;当冲击能量低于9 kJ时,锚杆杆体能承受多次冲击扰动,且冲击后能够保证足够的杆体强度,但当冲击能量高于9 kJ时,锚杆抗冲吸能性能显著下降,低能量冲击时非等强螺纹钢锚杆的抵抗能力明显优于等强螺纹钢锚杆;无论从锚杆的动态轴力-位移曲线还是从锚杆的峰值载荷与伸长量上看,预应力对冲击载荷下锚杆的动力响应特征无明显影响,但进行防冲支护时,有必要提高预应力加载水平。

关键词：冲击地压;锚杆;静-动力学性能;预应力冲击;冲击适用性;