一種大型地下工程強力剛性支架可調(diào)節(jié)收斂約束裝置及方法
復雜地質(zhì)條件下深井、軟巖和動壓巷道巖體呈現(xiàn)強流變特性，圍巖的長期穩(wěn)定性控制極其困難。現(xiàn)階段，以鋼管混凝土為主體的強力剛性支架支護形式在一定程度上緩解了原有U型鋼支護強度不足、阻力過小、成本過高及讓壓受制等問題，鋼管混凝土強力剛性支架是由鋼管和混凝土組成的組合支護結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的支護體系為U型鋼或者單純的鋼性支護體系，無法吸收額外轉(zhuǎn)移的能量，巷道圍巖變形能量無法得到釋放，而現(xiàn)有強力剛性支架支護系統(tǒng)由于支架與圍巖接觸面較小，容易導致鋼管表面的應力集中，深部巷道剛性支架偏壓現(xiàn)象明顯，剛性支護讓壓能力欠缺，過高的強度要求導致支護成本上升。
專利優(yōu)勢：
(1) 本發(fā)明通過彈性件的設置，解決了現(xiàn)有鋼管混凝土強力剛性支護支護剛度有余而柔性不足的問題，通過裝置內(nèi)置的彈性可調(diào)節(jié)彈簧，利用較小的恒阻或變阻結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)支護體系在一定阻力條件下與圍巖協(xié)調(diào)變形，達到縮小截面面積換取較小支護剛度，從而保證大變形巷道的長期穩(wěn)定。
(2) 本發(fā)明通過無線壓力傳感器的設置，可對彈性件與讓壓節(jié)點部件之間的力進行檢測，便于支架與圍巖巖體之間發(fā)生協(xié)調(diào)變形時，對彈性件回彈力的調(diào)整。
(3) 本發(fā)明整個裝置為拆卸式結(jié)構(gòu)，可重復利用，節(jié)約資源。
(4) 本發(fā)明整個結(jié)構(gòu)使得支護體系具有吸收額外轉(zhuǎn)移能量的能力，以保證巷道圍巖變形能量得到釋放，支護系統(tǒng)所具有的這種讓壓能力可以釋放不可控制的變形，提高支護系統(tǒng)的有效性和完整性。
山東科技大學
2024-07-26
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