有關(guān)塑料錨桿的模擬分析

中國(guó)注塑網(wǎng)

全長(zhǎng)膨脹塑料錨桿對(duì)圍巖的作用方式為：（1）沿錨桿徑向的膨脹應(yīng)力作用；（2）沿錨桿軸向的軸向拉應(yīng)力作用?！　★@然這是一個(gè)三維應(yīng)力作用，對(duì)于目前普遍采用的平面有限元來說，不能滿足要求。為此，將所分析的兩個(gè)相互垂直的平面，即垂直于巷道軸線的平面和平行于巷道軸線的平面，分別進(jìn)行有限元計(jì)算，然后進(jìn)行應(yīng)力迭加?！　oy平面的網(wǎng)格劃分：由于巷道較長(zhǎng)，可認(rèn)為在垂直于巷道軸線的平面（xoy）內(nèi)模型為平面應(yīng)變問題，單元?jiǎng)澐譃樗倪呅伟斯?jié)點(diǎn)等參單元。模型范圍取高20m，考慮巷道的對(duì)稱性，按半平面計(jì)算，寬15m.巷道開挖尺寸取高3m，半寬2m.其有限元計(jì)算網(wǎng)格見圖2，如此劃分網(wǎng)格后，橡膠注射機(jī)在垂直方向上劃分40個(gè)單元、41個(gè)節(jié)點(diǎn)，在水平方向上劃分30個(gè)單元、31個(gè)節(jié)點(diǎn)。單元總數(shù)目為1200個(gè)，節(jié)點(diǎn)總數(shù)目為1271個(gè)（包括因巷道開挖而去掉的節(jié)點(diǎn)和單元）.由于煤系地層的巖石一般比較軟弱，在受力后既有初始的彈性變形，又有一定的塑性變形，屬于彈塑性體，因此應(yīng)選用Mohr-Coulomb準(zhǔn)則來判別巖石的破壞形式。　　yoz平面的網(wǎng)格劃分：在yoz平面內(nèi)，考慮錨桿安設(shè)的對(duì)稱性，取模型寬312m，高3m.縱向劃分30個(gè)單元，橫向劃分33個(gè)單元，單元總數(shù)目為990個(gè)，節(jié)點(diǎn)數(shù)為（33+1）@（30+1）=1054個(gè)。按Mohr-Coulomb準(zhǔn)則來判別巖石的破壞形式?！　oy平面模型模型的范圍取值為高度20m，寬度15m，考慮對(duì)稱性，只研究巷道寬度之半至其右側(cè)15m的范圍，底板取5m，頂板取12m，巷道距地表垂深為262m，左邊界除巷道內(nèi)的節(jié)點(diǎn)開挖掉以外，其余節(jié)點(diǎn)固定其水平位移，右邊界由于距巷道較遠(yuǎn)，按水平位移為0，也即按右邊界固定水平位移。模型底部邊界按完全固定邊界，水平位移、垂直位移均固定，位移為0。模型頂部為自由邊界，按上覆巖層自重施加荷載，按一定關(guān)系分配到頂部邊界各個(gè)節(jié)點(diǎn)上。