偏心锚固过程锚固剂搅拌状态及锚杆反扭矩响应特征研究

摘要

锚固剂搅拌过程是树脂锚杆良好锚固力形成的关键阶段.锚固偏心作为锚杆常见的锚固缺陷，偏心程度可能对锚固剂的搅拌状态及锚杆的受力特征产生影响.因此，本文利用理论分析、数值模拟及实验室试验方法，探究了锚固偏心条件下锚固剂的搅拌状态，分析了锚杆反扭矩在不同锚固偏心度下的响应特征.结果表明：偏心锚固会影响锚固剂搅拌状态，导致树脂锚固剂封袋破碎程度降低，树脂锚固剂分布不均，锚固剂固化结构致密性及完整性下降，进而影响搅拌过程锚杆的反扭矩响应特征，固化结构稳定性更差，会削弱锚固系统的承载能力.搅拌过程锚杆反扭矩-时间曲线呈现出先显著上升后趋于平稳的趋势，分段特征明显.在锚固剂穿透阶段，锚杆反扭矩变化率的均方根值、波峰因子、方差均随着偏心度的增加而增加.在锚杆抵达孔底后的锚固剂搅拌阶段，锚杆反扭矩均值随着锚杆偏心度的增加而增加.以锚固剂搅拌过程中锚杆反扭矩变化率特征值及反扭矩均值作为识别锚杆偏心度的指标，提出了基于锚杆反扭矩的锚固偏心度识别设想.研究结论可为实现锚杆锚固质量无损、快速识别提供理论参考.

关键词

锚杆支护 / 偏心锚固 / 锚固剂搅拌 / 锚杆反扭矩 / 无损检测

基金资助

中原科技创新领军人才项目（244200510013）; 中国博士后科学基金面上项目（2025M771779）; 河南理工大学杰出青年基金项目（J2025-1）