Comparative analysis of mechanical properties and support effects of polyester bolt and traditional steel bolt
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摘要: 聚酯锚杆具有质轻、高强、耐腐蚀等优良特性,逐渐应用于边坡、隧道、地下硐室开挖及支护工程中。本文采用有限差分软件FLAC3D,建立了聚酯锚杆与传统锚杆的拉拔试验模型,分析了两种锚杆在拉拔过程中的力学特性。以某山岭公路隧道为依托工程,重点研究了聚酯锚杆与传统锚杆在应变软化围岩隧道中的支护效果,根据围岩变形、塑性区域大小、支护受力及锚杆杆体屈服状态四个方面,对两种锚杆的计算结果进行了比较分析。研究结果表明:锚固长度达到一定值后,聚酯锚杆较传统锚杆表现出更好的拉拔性能;隧道埋深较大时,聚酯锚杆在控制围岩变形,限制塑性区发展,改善支护受力方面优于传统锚杆。Abstract: Polyester bolt, which is lighter, stronger and shows better resistance to corrosion than the traditional steel bolt, has gradually been used in excavation and support of slope, tunnels and underground caverns. The finite difference software FLAC3D is used to simulate the pull-out tests on the traditional steel bolt and polyester bolt. The mechanical responses of the bolts during the pull-out process are analyzed. The support effects of the two bolts in strain-softening surrounding rock are studied, and the calculated results are compared based on the deformation of surrounding rock, area of plastic zone, stress in preliminary support structure and yield state of bolts. The results show that as the anchorage length approaches a certain value, compared with the traditional steel bolt, the polyester bolt can sustain larger pull force; while the tunnel is further excavated, the polyester bolt has an advantage over the traditional steel bolt in controlling the rock deformation, and the plastic zone and reducing the pressure on the preliminary support.
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Keywords:
- anchor rod /
- finite difference method /
- pull-out test /
- tunnel
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