煤田地质与勘探

作者：王长城, 杨科, 刘文杰, 张寨男, 郑诗章, 许日杰, 郭鹏慧,

关键词：锚固体, 动载作用, 能量耗散, 裂纹演化, 破坏机理, 深部巷道, 围岩控制,

目的深部强采动条件下，巷道支护系统受远近场动载影响较大，围岩变形严重，研究动载作用下锚固体破坏机理则尤为重要。方法基于霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)试验系统与数字散斑(digital image correlation，DIC)技术，研究不同冲击气压下锚固体的力学响应特征，获得其动态应力–应变关系、能量耗散特性、裂纹演化规律和破坏模式。结果和结论随着冲击气压增大，锚固体的平均峰值强度由约8.3 MPa增至20.8 MPa，平均割线模量由约5.5 GPa增至10.4 GPa；锚固体入射能、吸收能呈现升高趋势，对应吸收能占比由4.39%升至16.86%，而反射能占比则由92.71%降至81.82%；锚固体的裂纹分布由分散向集中转变，应变集中区域从界面向煤体内部转移且应变最大值显著增大，应变场波动程度呈二次函数递增，局部应变波动性增强；锚固体破坏形态从表面裂纹扩展转变为更深层、更复杂的裂纹贯通，破坏阶段与煤岩体−锚固剂−锚杆之间不协同变形直接相关；锚固组合体破坏主控因素：煤−岩波阻抗失配效应、煤体脆性主导裂纹扩展、多界面协同失效作用、锚固结构参数适配性。研究结果可对深部巷道的稳定性控制提供参考。

来源：2025年第12期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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