Published February 15, 2021
| Version v1
Publication
Open
A Study of the Anchorage Body Fracture Evolution and the Energy Dissipation Rule: Comparison between Tensioned Rock Bolts and Torqued Rock Bolts
Creators
- 1. China University of Mining and Technology
- 2. Ministry of Natural Resources
Description
Rock bolt support is an effective technique for controlling surrounding rock of deep roadway. The stability of the anchorage body composed of rock bolts and surrounding rock mass is the core in keeping the stability of roadways. In this paper, the UDEC Trigon model was used in simulating uniaxial compressive test on the anchorage body under different pretension loads. The energy equilibrium criterion of the anchorage body under the uniaxial compressive state was proposed. Furthermore, the fracture evolution and the energy dissipation during the failure process of the anchorage body were analyzed. Results showed that before the peak strength, the external work was stored in the anchorage body in the form of the elastic strain energy (Ue). After the peak, energy dissipated through three ways, including the fracture developing friction (Wf), plastic deformation (Wp), and acoustic emission (Ur). Based on the simulation results, the high pretensioned rock bolts can eliminate the continuous tensile fractures in the anchorage body, decreasing the damaging extent of the anchorage body and the energy that was consumed by the following two main approaches: fracture developing friction (Wf) and plastic deformation (Wp). Moreover, the surplus of the elastic strain energy (Ue) and the strength of the anchorage body can be improved. The pretension load had a positive relationship with elastic strain energy and a negative relationship with the anchorage body damage degree. Based on the above research, the transport roadway of the working face 6208 in the Wangzhuang Coal Mine selected tensile rock bolts to establish the high-performance anchorage body. The monitoring data showed that this reinforcement method effectively managed the serious deformation issue of the roadway surrounding the rock masses.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
دعامة الترباس الصخري هي تقنية فعالة للتحكم في الصخور المحيطة بالطريق العميق. استقرار جسم المرسى المكون من مسامير صخرية وكتلة صخرية محيطة هو جوهر الحفاظ على استقرار الطرق. في هذه الورقة، تم استخدام نموذج UDEC Trigon في محاكاة اختبار الضغط أحادي المحور على جسم المرساة تحت أحمال شد مختلفة. تم اقتراح معيار توازن الطاقة لجسم المرسى في حالة الانضغاط أحادي المحور. علاوة على ذلك، تم تحليل تطور الكسر وتبديد الطاقة أثناء عملية فشل جسم المرساة. أظهرت النتائج أنه قبل قوة الذروة، تم تخزين العمل الخارجي في جسم المرساة في شكل طاقة الانفعال المرنة (UE). بعد الذروة، تبددت الطاقة من خلال ثلاث طرق، بما في ذلك الاحتكاك الناشئ عن الكسر (Wf)، والتشوه البلاستيكي (Wp)، والانبعاث الصوتي (Ur). بناءً على نتائج المحاكاة، يمكن للمسامير الصخرية عالية الشد القضاء على كسور الشد المستمرة في جسم المثبت، مما يقلل من المدى الضار لجسم المثبت والطاقة التي تم استهلاكها من خلال النهجين الرئيسيين التاليين: الاحتكاك الناشئ عن الكسر (Wf) وتشوه البلاستيك (Wp). علاوة على ذلك، يمكن تحسين فائض طاقة الانفعال المرنة (UE) وقوة جسم المرساة. كان لحمل الشد المسبق علاقة إيجابية مع طاقة الانفعال المرنة وعلاقة سلبية مع درجة تلف جسم المرساة. بناءً على البحث أعلاه، اختار طريق النقل للوجه العامل 6208 في منجم وانغ تشوانغ للفحم مسامير صخرية شد لإنشاء جسم المرسى عالي الأداء. أظهرت بيانات المراقبة أن طريقة التعزيز هذه أدارت بشكل فعال مشكلة التشوه الخطيرة للطريق المحيط بالكتل الصخرية.Translated Description (French)
Le support de boulon d'ancrage est une technique efficace pour contrôler la roche environnante de la chaussée profonde. La stabilité du corps d'ancrage composé de boulons d'ancrage et de la masse rocheuse environnante est au cœur du maintien de la stabilité des chaussées. Dans cet article, le modèle UDEC Trigon a été utilisé pour simuler un essai de compression uniaxiale sur le corps d'ancrage sous différentes charges de prétension. Le critère d'équilibre énergétique du corps d'ancrage à l'état de compression uniaxiale a été proposé. De plus, l'évolution de la fracture et la dissipation d'énergie lors du processus de rupture du corps d'ancrage ont été analysées. Les résultats ont montré qu'avant la résistance maximale, le travail externe était stocké dans le corps d'ancrage sous la forme de l'énergie de déformation élastique (Ue). Après le pic, l'énergie s'est dissipée de trois manières, y compris la friction de développement de fracture (Wf), la déformation plastique (Wp) et l'émission acoustique (Ur). Sur la base des résultats de simulation, les boulons d'ancrage à haute précontrainte peuvent éliminer les fractures de traction continues dans le corps d'ancrage, réduisant ainsi l'étendue dommageable du corps d'ancrage et l'énergie consommée par les deux approches principales suivantes : friction de développement de fracture (Wf) et déformation plastique (Wp). De plus, le surplus de l'énergie de déformation élastique (Ue) et la résistance du corps d'ancrage peuvent être améliorés. La charge de prétension avait une relation positive avec l'énergie de déformation élastique et une relation négative avec le degré de dommage corporel de l'ancrage. Sur la base de la recherche ci-dessus, la chaussée de transport de la face de travail 6208 dans la mine de charbon de Wangzhuang a sélectionné des boulons de roche de traction pour établir le corps d'ancrage haute performance. Les données de surveillance ont montré que cette méthode de renforcement permettait de gérer efficacement le grave problème de déformation de la chaussée entourant les masses rocheuses.Translated Description (Spanish)
El soporte de perno de roca es una técnica efectiva para controlar la roca circundante de la carretera profunda. La estabilidad del cuerpo de anclaje compuesto por pernos de roca y el macizo rocoso circundante es el núcleo para mantener la estabilidad de las carreteras. En este trabajo, se utilizó el modelo UDEC Trigon para simular la prueba de compresión uniaxial en el cuerpo de anclaje bajo diferentes cargas de pretensión. Se propuso el criterio de equilibrio energético del cuerpo de anclaje bajo el estado compresivo uniaxial. Además, se analizó la evolución de la fractura y la disipación de energía durante el proceso de fallo del cuerpo de anclaje. Los resultados mostraron que antes de la resistencia máxima, el trabajo externo se almacenaba en el cuerpo de anclaje en forma de energía de deformación elástica (Ue). Después del pico, la energía se disipó a través de tres vías, incluida la fricción que desarrolla la fractura (Wf), la deformación plástica (Wp) y la emisión acústica (Ur). Con base en los resultados de la simulación, los pernos de roca de alto pretensado pueden eliminar las fracturas por tracción continuas en el cuerpo de anclaje, disminuyendo la extensión dañina del cuerpo de anclaje y la energía que se consumió mediante los siguientes dos enfoques principales: fricción de desarrollo de fractura (Wf) y deformación plástica (Wp). Además, se puede mejorar el excedente de la energía de deformación elástica (Ue) y la resistencia del cuerpo de anclaje. La carga de pretensión tuvo una relación positiva con la energía de deformación elástica y una relación negativa con el grado de daño corporal del anclaje. Con base en la investigación anterior, la calzada de transporte de la cara de trabajo 6208 en la mina de carbón Wangzhuang seleccionó pernos de roca tensados para establecer el cuerpo de anclaje de alto rendimiento. Los datos de monitoreo mostraron que este método de refuerzo gestionó de manera efectiva el grave problema de deformación de la calzada que rodea las masas rocosas.Files
5542569.pdf.pdf
Files
(4.5 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:ce81cbea1d21e67b350d69cd6f7cc6b7
|
4.5 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- دراسة تطور كسر جسم المرساة وقاعدة تبديد الطاقة: مقارنة بين مسامير الصخور المشدودة ومسامير الصخور المعزولة
- Translated title (French)
- A Study of the Anchorage Body Fracture Evolution and the Energy Dissipation Rule : Comparison between Tensioned Rock Bolts and Torqued Rock Bolts
- Translated title (Spanish)
- Un estudio de la evolución de la fractura del cuerpo del anclaje y la regla de disipación de energía: comparación entre pernos de roca tensados y pernos de roca apretados
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3132213796
- DOI
- 10.1155/2021/5542569
References
- https://openalex.org/W1990370241
- https://openalex.org/W2002660299
- https://openalex.org/W2004299342
- https://openalex.org/W2004557065
- https://openalex.org/W2012178629
- https://openalex.org/W2015424202
- https://openalex.org/W2050339728
- https://openalex.org/W2080307578
- https://openalex.org/W2099343713
- https://openalex.org/W2209879677
- https://openalex.org/W2508915731
- https://openalex.org/W2742192722
- https://openalex.org/W2810167207
- https://openalex.org/W2810466084
- https://openalex.org/W2886933784
- https://openalex.org/W2899765164
- https://openalex.org/W2902262483
- https://openalex.org/W2924184543
- https://openalex.org/W2947745895
- https://openalex.org/W2958337351
- https://openalex.org/W2967299639
- https://openalex.org/W2984593150
- https://openalex.org/W3030164385
- https://openalex.org/W3037355669
- https://openalex.org/W3043233051
- https://openalex.org/W3092039918
- https://openalex.org/W3112233318