Flera kraftbegrepp relaterade till bultstöd
Jun 05, 2021| Flera kraftbegrepp relaterade till bultstöd
1 definition
Förankringskraft: avser ankarstångens fasthållande kraft på det omgivande berget, som inkluderar radiell förankringskraft och tangentiell förankringskraft, radiell förankringskraft inkluderar stödjande förankringskraft och stickande förankringskraft.
Förankringskraften är den radiella stödkraften som utövas på det omgivande berget av stödplattan för att förhindra att det omgivande berget rör sig i vägbanan;
Förankringskraften är den radiella kraft som ankarstången utövar på det omgivande berget genom bindemedlet;
Den tangentiella förankringskraften är den begränsande kraft som orsakas av att bultkroppen penetrerar bergmassans svaga yta till den svaga ytans glidning och öppning; enheten är kN.
Utdragskraft: avser kraften som hindrar bulten från att dra ut ur bergmassan. Dragkraften kan delas in i konstruktionens dragkraft och detekteringskraften. Generellt sett avser utdragskraften konstruktionens utdragskraft, och dess värde bör vara större än ankarstångens brytkraft; enheten är kN.
Ankarstångens förspänningskraft: den axiella spänningen som anbringas på ankarstångskroppen under installationen av ankarstången, i kN.
Förankringsmoment för ankarstång: vridmomentet som anbringas på ankarstångsmuttern under installationen av ankarstången, i N · m.
Ankarstångspänning: under ankarstångens installation är den axiella dragspänningen som anbringas på ankarstångkroppen lika med förhållandet mellan ankarstångens förspänningskraft och stångkroppens tvärsnittsarea, i MPa.
2Mätmetod
2.1 Test av ankarkraft
Bultens förankringskraft utförs i allmänhet med en dynamometer. För närvarande används ML-20/ML-30 bultspänningsmätare i allmänhet nere i hålet.
Installationsprocess för dynamometer:
①Kontrollera oljerörskarvarna på arbetsbänkens hydrauliska tryckmätare i dragmätaren;
Anch Ankarstångens anslutningsstång (invändig gänga) är direkt hylsad på gängan på ankarstångens ände, och skruvgängan är inte mindre än 30 mm;
Installera hylsan, hylsan är nära ankarstångsbrickan och sedan monteras domkraften (den ena änden av teleskopcylindern är utåt, nära muttern) och muttern dras åt med en skiftnyckel;
Anslut slangen till uttaget
Överst
⑤ Dra åt omkopplaren;
Tryck på manöverhandtaget med konstant hastighet och var alltid uppmärksam på manometern tills den utformade förankringskraften uppnås och slå sedan på strömbrytaren långsamt för att släppa ut trycket.
Försiktighetsåtgärder:
(1) Välj en position där stenkolet är plant och inget trasigt fenomen på brickan;
(2) Stödplattan ska vara så platt och styv som möjligt;
(3) Bultgängans exponerade längd är mellan 25 ~ 40 mm, och bulten ska vara vinkelrät mot kolbergsytan; centrumlinjen för domkraftaxelns stångbultkropp är konsekvent;
(4) Kontrollera dynamometerns integritet innan du trycker på (arbetsmätarens rörmätare, vriduttag, etc.);
(5) Bultdynamometerns tryck bör vara enhetligt och långsamt tills bulten är lös eller tryckmätaren avläser bultkonstruktionens förankringskraftvärde och det destruktiva testet utförs i allmänhet inte.
(6) När domkraften släpper ut tryck, lossa långsamt omkopplaren.
(7) Under trycktestet får ingen inspekteras 3 m nära ankarstången.
(8) Om hartsankarstången mäts en halvtimme efter installationen bör mätvärdet multipliceras med en faktor 1,3;
(9) Säkerhetsskyddsåtgärder bör vidtas under testet av skruvarnas förankringskraft.
2.2 Detektering av dragkraft för ankare
Ankare stång ritning mätare är det mest använda bult dragning kraft testa instrument. För närvarande innehåller flera vanliga ankarritmätare i vårt land MLJ-300/100 ankarritmätare, MJY-1 icke-destruktiv ankarteckningsmätare, ZY-serie ankarteckningsmätare etc.
Det finns följande krav för bultdragningstest:
Boltritningsexperimentet slutförs i den underjordiska vägbanan med hjälp av bultritningsmätaren;
Testplatsen bör väljas på den underjordiska vägbanan eller liknande omgivande berg;
Ankarstavarna och förankringsmedlen som används i testet ska vara desamma som materialen som används i den formella konstruktionen.
Utrustningen och borrparametrarna som används i testet ska vara desamma som i den formella konstruktionen.
Testet bör vara i form av korta ankare (t.ex. ankare med en längd på 150 ~ 200 mm) för att testa förankringens hållfasthet.
Testet är ett destruktivt test. Den dras tills bulten misslyckas och lasten och förskjutningen av bultens svans registreras under testet;
Enligt kurvan för maximal belastning och förskjutning analyseras förankringsförmågan och förankringseffekten av omgivande berg, och möjligheten att applicera bultstöd bedöms.
I en av följande situationer måste ankarstångens utdragstest utföras igen:
Bultstödets design ändras;
Förändringar i stödmaterial;
De geologiska förhållandena på de omgivande stenarna på vägbanan har genomgått stora förändringar, såsom fel, trasiga zoner, veck och andra geologiska strukturer; stora vattensprutor dyker upp på taket på vägbanan etc.
2.3 Förankring av vridmomentstest för ankare
En momentnyckel används i allmänhet för att detektera förspänningskraften hos ankarstången. Detekteringen av ankarstångens förspänningskraft ska uppfylla följande krav:
En grupp (3) samplas från toppen av varje underklass för bultmuttermomentprovning. Varje mutters fördragningsmoment ska uppfylla konstruktionskraven.
Om en mutter i varje grupp inte uppfyller det erforderliga vridmomentet ska en annan grupp (3 st) stickkontrolleras. Om det fortfarande finns några okvalificerade, dra åt alla muttrar i klassen och renovera dem igen.
3 Förhållandet mellan flera förvirrande krafter
3.1 Skillnaden mellan förankringskraft och dragkraft
(1) Förankringskraft är bindningskraften som produceras av bulten på det omgivande berget, och det är kraften som begränsar deformationen av det omgivande berget och spelar en stödjande roll. Bultens utdragskraft är den ultimata belastningen som bulten tål under utdragningsförsöket efter att bulten är förankrad. Den återspeglar den maximala dragkraft som bulten bryts eller misslyckas efter att stångkroppen, förankringsmedlet och berget är sammanbundna.
(2) Förankringskraften ökar med deformationen och expansionen av det omgivande berget som stöds. Därför är förankringskraften en dynamiskt utvecklande och ständigt föränderlig kraft. Bultens utdragskraft är ett fast värde och ändras inte med deformationen av det omgivande berget och bultens kraft. Om det omgivande berget inte deformeras och inte beaktar stångkroppens avslappningseffekt är förankringskraften lika med den ursprungliga förankringskraften.
(3) Förankringskraftstestet använder ankardynamometern som är installerad mellan ankarmuttern och brickan. Generellt är ankardynamometern installerad när ankaret är installerat. Syftet med att detektera förankringskraften är att övervaka bultens kraft, och långsiktig observation krävs. Bultens dragkraftstest använder bultspänningsmätaren. Testet kan utföras när som helst efter att bulten är installerad. Bultens dragkraft testas för att kontrollera bultkroppen, förankringsmedlet och bergbindningseffekten. I konstruktionen är det i allmänhet bara nödvändigt att nå den utformade förankringskraften när man testar dragkraften hos ankartången; i det destruktiva testet krävs att ankarstången dras av eller ankarstången dras ut för att avslutas.
(4) När du kontrollerar ankarstångens konstruktionskvalitet, kontrollerar du i allmänhet dragkraften hos ankarstången. Vid övervakning och analys av ankarstångens arbetsförhållanden mäts förankringskraften. Mätningen av förankringskraft är att verifiera stödets tillförlitlighet och ge en grund för framtida översyn av stöddesignen. Under konstruktionen och konstruktionen måste den grundläggande principen att ankarstångens dragkraft är större än stångets brytkraft säkerställas, det vill säga efter att ankarstångens kraft överstiger dess brytkraft kan ankarstången vara trasig, men ankarstången kan inte dras ut. Ett vanligt misstag är att dragkraften hos den konstruerade ankarstången är mindre än stångkroppens brytkraft.
3.2 Förhållande mellan fördragningskraft och fördragningsmoment
(1) Det förenklade förhållandet mellan ankarstångens fördragningskraft och fördragningsmomentet är: M=k · T · d, där M är fördragningsmomentet, N · m; k är proportionell koefficient, och T är förspänningskraften, kN; d är stavens diameter, mm; den proportionella koefficienten k är en omfattande koefficient, som påverkas av den omfattande påverkan av trådlyftvinkeln, stigningen, friktionskoefficienten för skruvparet och friktionskoefficienten för muttern och stödytan. Därför är det bestämningen av förspänningskraften och förspänningskraften. Nyckeln till förhållandet mellan tätt vridmoment.
(2) Förstramningskraften är kraften, som är dragkraften som anbringas på ankare (ankarkabel), i kN; förspänningsmomentet är momentet, som appliceras på kompressionsmuttern, i N · m.
(3) De två mätinstrumenten är olika. Förspänningskraften kan observeras genom bultdynamometern som är installerad mellan ankarstångsbrickan och muttern; servicepersonalens för-åtdragningsmoment kan observeras via den digitala displayen eller skruvmomentnyckeln med skaldisplay.
(4) Ankarstångkonstruktionen kräver fördragningskraft, inte förspänningsmoment. Men i själva konstruktionen, eftersom för-åtdragningsmomentet är lätt att mäta och förspänningskraftsmätningen är relativt komplicerad, och för-åtdragningskraften ökar med ökningen av för-åtdragningsmomentet, för att detektera bekvämt, indirekt detektering uppnås genom att direkt detektera fördragningsmomentet. Syftet med förspänningskraften för ankarstången. Därför, när bulten är installerad, detekteras vanligtvis fördragningsmomentet, men fördragningskraften detekteras inte.
3.3 Skillnaden mellan förspänning och förspänning
Ankarstångens förspänningskraft: den axiella spänningen som anbringas på ankarstångskroppen under installationen av ankarstången.
Ankarstångens förspänning: förhållandet mellan ankarstångens förspänningskraft och stångkroppens tvärsnittsarea.
4.1 Förankringskraftens roll
Ankarstångens förankringseffekt förkroppsligas i verkan av radiella och tangentiella förankringskrafter. Den radiella förankringskraften utövar begränsande tryck på det omgivande berget, omvandlar det omgivande berget från ett enriktat och dubbelriktat krafttillstånd till ett dubbelriktat och treriktat kraftläge och förbättrar stabiliteten hos det omgivande berget. Ankarstången penetrerar den svaga ytan i samma bergformation, och den tangentiella förankringskraften förbättrar de svaga ytans mekaniska egenskaper och förbättrar därigenom de omgivande bergets mekaniska egenskaper. Därför är ankarstången en mer perfekt stödform med både stöd och förstärkning. Den radiella förankringskraften spelar huvudsakligen en stödjande roll, och den tangentiella förankringskraften spelar främst en förstärkande roll. I den omgivande berget av kolvägar används den radiella förankringskraften främst för stöd. Den specifika prestandan är följande:
(1) Rollen att stärka bågen. För det massiva eller sprickade omgivande berget som skärs av kors och tvärs över svaga ytor, om det förstärks med bultar i tid, kan klippmassans strukturens skjuvhållfasthet förbättras, och det kan inte bara hålla sig inom en viss tjocklek av det omgivande berget. Stabil och kan förhindra att det övre omgivande berget lossnar och deformeras av den förstärkta bågen för att bibehålla vägbanans stabilitet.
(2) Suspensionseffekt. Upphängningsfunktionen innebär att ankarstången hänger upp det svaga bergskiktet eller det farliga berget som är på väg att falla på det fasta och stabila berget ovanför, och ankarstången bär vikten av det farliga berget eller det svaga bergskiktet.
(3) Kompositbalkarnas roll. I taket på vägbanan för det skiktade bergskiktet förankras en serie bultar för att bilda en viss sammansatt balk genom att förankra det tunna bergskiktet inom bultarnas längd för att förbättra dess bärighet. Det skiktade bergtaket på en platt takväg kan betraktas som en överlagrad balk med vägens två sidor som stödpunkten. Under belastningens verkan har varje bergskikt sitt eget individuella böjmoment, och varje bergskikt är under kompression och spänning. Efter att ankarstången kombinerat de olika bergskikten förbättras kompositbalkens böjhållfasthet och bärförmåga kraftigt.
4.2 Förspänningens roll
(1) Förspänningskraften kan spela rollen som ankarbultens aktiva stöd, särskilt i tillståndet med skiktade bergformationer och brutna omgivande stenar. Ökning av förspänningskraften kan förändra det omgivande bergets natur, förhindra skador på det omgivande berget och bibehålla stabiliteten hos det omgivande berget. Bidrar till att stödja den omgivande berget.
Ankarstångens fördragningskraft har en avgörande effekt på takets stabilitet. När förspänningskraften är stor i viss utsträckning kan takseparationen inom och ovanför ankarstångens längd elimineras.
Ankarstången med hög förspänningskraft är utformad för att skapa ett förspänt tak. Förekomsten av det förspända taket skyddar taket från horisontell spänning till en viss grad, så att takbergsskiktet är i ett tillstånd av sidokompression för att övervinna den höga spänningen på taket. Effekten av stabilitet.
(4) Bildningen av den förspända strukturen är villkorad, och ankarbultens förspänning är nyckeln. Under förutsättning av stor horisontell spänning är ankarstångens roll att ge hög förspänning till topplattan i tid för att bilda en förspänd toppplatta, som bildar en trycksjälvbärande struktur.