深部复杂应力下巷道锚网支护失效机制及控制技术研究

该项目基于大量工程资料信息，分析深部复杂应力下巷道锚网支护的主要失效模式及引起锚网支护失效的原因和因素，开展锚固段界面力学特性实验研究，分析锚固体界面的力学特性，建立锚固体界面力学模型，在此基础上，建立数力学模型，通过理论和数值分析深部锚网支护巷道围岩变形以及锚杆工作过程中锚固力变化规律及其与围岩变形之间的关系，揭示深部复杂应力下巷道锚网支护失效的触发机制和诱导机制，进而提出不同锚网失效机制下控制深部巷道围岩变形的技术及措施，对深部巷道锚网支护的理论研究和工程应用都具有重要的学术价值和应用价值。

基于大量工程资料信息，分析了深部复杂应力下巷道锚网支护的主要失效模式及引起锚网支护失效的原因；在实验室设计并建立了1:1的大型室内拉拔实验装置，并通过室内锚杆拉拔试验表明：围岩体内部锚杆锚固失效形式以锚杆-锚固层界面脱粘为主，部分伴有局部的锚固层破碎及锚固层-钻孔壁脱粘，且锚固破坏主要发生在锚固层与锚杆结合面及其内侧，锚固失效后仍具有一个较强的锚固力；锚固体试件沿锚杆径向的围岩应力影响锚固效果，应根据不同围岩应力条件和支护要求，合理选择锚固形式；侧压条件影响锚固效果，围岩应力均匀且稳定状态下，锚固层发生弹性变形，径向应力增加锚固界面摩擦力可以增大锚杆锚固力，应力处于不稳定状态产生应力集中等现象时，锚固体容易产生局部破坏，最终影响锚固效果。在此基础上，结合工程背景，通过理论、现场实测、数值模拟分析了深部锚网支护回采巷道和开拓巷道围岩变形以及锚杆工作过程中锚固力变化规律及其与围岩变形之间的关系，揭示巷道锚网支护失效的触发机制和诱导机制。根据深部锚网支护回采巷道围岩变形特征，提出了巷道的加固方案和分级分区域超前加强支护措施；根据深部锚网支护开拓巷道围岩特征，提出了“一次锚网喷（让压变形）+二次锚索和锚注（围岩结构强化）”分步加强耦合支护方技术，并进行了推广应用，巷道支护效果良好。课题研究对深部巷道锚网支护的理论研究和工程应用都具有重要的学术价值和应用价值。