D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1999.05.029 第21卷第5期 北京科技大学学。报 VoL21 No.5 1999年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.1999 配置钢筋对高水固结充填体的影响 杨宝贵》 孙恒虎) 刘华生) 王金安) 1)中国矿业大学（北京校区），北京1000832)北京科技大学资源工程学院，北京100083 摘要从高水固结充填体与钢筋的粘结入手，导出了两者之间粘结力的计算公式，建立了模 拟模型.应用该模型分别模拟了配置锅筋充填体和无钢筋充填体的情况，揭示了配置钢筋对高 水固结充填体的破坏机理，最后提出了有效的改进措施 关键词高水固结充填体：配置钢筋：破坏机理 分类号TD853.34 在高水固结充填下向进路采矿过程中，为 此，在钢筋周围易形成弱面和应力集中，破坏充 了加强作为人工假顶的高水固结充填体，在高 填体的整体性， 水固结充填体内配置了钢筋.本文从分析高水 1.2粘结强度的计算 固结充填体与钢筋的粘结入手讨论了配置钢筋 在高水固结充填体中取一微段dx来研究， 对高水固结充填体的影响， 设钢筋直径为d,应力增量为do,截面积为A, 周长为5：钢筋与高水固结充填体接触面上的粘 1高水固结充填体与钢筋的粘结 结应力为，作用在微段2个截面的弯矩分别为 在混凝土中配置钢筋可以提高整体结构的 M和M什dM.当截面及配筋沿梁长不变时，则微 强度，这是因为此时混凝土的强度达到几十个 段左右2个截面中钢筋的拉力也会由于弯矩的 兆帕，在钢筋和混凝土之间有足够的粘结强度. 变化而相应按比例变化，即分别为σA,和 在进行高水固结充填下向进路采矿时，高水固 (o,+do,)A,如图1所示.钢筋两端的拉力差就只 结充填体假顶中配置钢筋，在山东省焦家金矿 能由作用在钢筋与高水固结充填体接触面上的 和招远金矿均进行了试验性应用.具体做法是： 纵向剪应力即粘结力来平衡， 在距充填体底边200-300mm处布置钢筋网，网 dr 度为0.7m×0.7m,充填体强度为3MPa左右.但 实际效果并不理想，钢筋网以下部分的充填体 随着下分层进路的开采全部冒落， 1.1高水固结充填体与钢筋的粘结强度 通过粘结实验，测得高水固结充填体与钢 筋的粘结强度见表1. (o,+do)A 表1高水固结充填体与钢筋的粘结强度 (o+do)A. 配比抗压强度充填体的粘结 与钢筋的粘结 Co。 0 图1微段中锅筋受力分析 %G.MPa强度cMPa 强度三MPa 10 2.46 0.6 1:4.10 0.16 1:15.4 平衡方程为：tsdx+oA,=(o,+do,)A,则： 12 3.47 0.8 1:4.36 0.23 1:15.1 =A,do,/(sdx) (1) 13 4.06 0.9 1:4.51 0.25 1:l62 将s=πd,A,=πdP14代入上式，则： d do, 由上表可以看出高水固结充填体与钢筋之 to4 dx (2) 间的粘结强度比其自身的粘结强度低得多.因 因此，粘结应力的存在是钢筋应力沿长度 方向发生变化所致，没有钢筋应力的变化，就不 199-04-21收稿杨宝贵男，32岁，博士一 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 规 律 与应 力状 态 有着 不 同 的作 用 ， 从 而 产 生 不 同 的 变形 与 破 坏 方 式 地 下 开 挖将 改变其 影 响 域 内围岩 的应 力状态 ， 露 天 开 挖将 改变边坡岩 体 内部 的 应 力 分 布 状态 如 果 将每一 种 开 挖效 应 视 为 一 个 平 衡 体 系 ， 那 么 在 其 受 到 其他 开 挖 扰动 后 ， 在相 互 影 响和 相 互 作用 下 ， 构 成 一 个 复 合 动 态 体 系 ， 并 在合 成 应 力 作用 下 趋 向新 的平 衡 地 下 与露 天 同期 采 动 效应 除包 含 当次采动 效应 之 间 的作用 外 ， 还 包 含 当 次采动 效应 与前 一 次 采 动 效应 之 间 的扰 动 和 相 互 作 用 ， 从 而 构 成 了 一 个 复 合 动 态叠 加 体 系 所 以在 地 下 与露 天 复 合 开 采 的矿 山 中 ， 不 同 的开 挖 方 式 ， 边 坡 岩 体 内 部 的 应 力 状 态 或 边 坡 体 稳 定 状 态 是 不 同 的 其 结 果是 有 些 区 域表 现 出地下 采 动特性 ， 而 有些 区 域表现 出露 天采 动 特 性 ， 究竟何 种 效 应 占主 导地位 ， 与各 自的 开 挖 量 、 距 离等 因 素相 关 如 果 其 中一种 开 挖方式 的开 采 量大 和 距 离 近 ， 则 叠 加 后 的采 动 效应 就更 多地表现 出 该 种 采动 效 应 ， 反之 则 更 多地表现 出另 一种采动 效 应 所 以 ， 地下 与露天 同期采动影 响下 边坡岩 体 有其特 殊 的变形特 点与规律性 ， 它 与单 一 露 天 开 采具 有本质上 的不 同 参 考 文 献 孙世 国 复合采动对 边坡 岩体变 形 与稳定性影 响 的 研究 学位 论 文 】 北 京 中国科 学 院地 质研 究所 ， 孙世 国 ， 王 思 敬 抚顺西 露 天矿 北 帮地面 长期 剧 烈 变 形 原 因 的分 析 勘察科学技 术 ， 祝。 ， 人介沙 ， ， ， ， ， 耳犷 而 ， 任犷 ， DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1999．05．029