地下管廊滑動(dòng)式支架的變形與荷載的關(guān)系
一般的支護(hù)材料,如鋼材、木材、混凝土都可以近似地作為線彈性材料。對(duì)普通的剛性支架,如果變形很小則地下管廊滑動(dòng)式支架所受的荷載與變形成正比,即支架所受的荷載越大、變形越大。而支架的變形與圍 巖的變形又是相適應(yīng)的(相對(duì)支架架設(shè)前圍巖的變形量),所以支架所受的荷載與支架本身的特性有關(guān),如圖4-3,支架剛性太大,其達(dá)到平衡時(shí)所受的荷載越大,而這個(gè)平衡荷載往往大于支架本身的承載能力而使支架遭受破壞。另一方面,如果管廊支架的剛度太小,往往控制不了圍巖變形地壓而進(jìn)人散體地壓階段,這時(shí)支架所受的荷載就更大,而且由于支架變形量大,就容易發(fā)生曲屈失穩(wěn)而破壞,因此,選擇合理的支護(hù)特性是支護(hù)成敗的關(guān)鍵。二、U型鋼可縮性管廊支架的工作原理U型鋼可縮性支架的工作特點(diǎn)是,當(dāng)圍巖作用于支架上的壓力達(dá)到某一限度時(shí)(小于支架的承載能力),支架的搭接部分就產(chǎn)生滑動(dòng),這時(shí)相當(dāng)于支架產(chǎn)生了較大的變形,變形的結(jié)果使得圍巖作用于支架上的壓力下降,而支架的仍然保持較高的承載能力。
管廊支架縮動(dòng)量大小與圍巖作用力有關(guān),分析與實(shí)驗(yàn)表明,兩者關(guān)系大致成線性比例關(guān)系,如圖4-4,當(dāng)圍巖壓力 達(dá)到一定值時(shí),如果支架的縮 動(dòng)量的增加不需圍巖壓力的增加,即支架的滑動(dòng)量與圍巖壓力無關(guān),如圖4-4中的,這種支架稱為恒阻式可縮性支架,如果隨著縮動(dòng)量的增大,要保持支架繼續(xù)縮動(dòng),圖4-4可縮性支架與圍巖圍巖作用于支架上的壓力必需共同作用情況繼續(xù)提高,這種支架稱為增阻式可縮性支架。如圖4-4中的。
因此,從圍巖共同作用觀點(diǎn)看,可縮性支架與剛性支架的基本區(qū)別,在于支護(hù)的特性曲線是否存在著斜率的突變點(diǎn)。有的支架雖然形式上是可縮性支架,但由于參數(shù)設(shè)計(jì)不合理,支架所受的荷載大于支架本身的承載能力也不能產(chǎn)生縮動(dòng),導(dǎo)致支架失穩(wěn) 破壞,這種現(xiàn)像稱為拒縮,起不到可縮性支架的應(yīng)有作用。另一 類支架,雖然當(dāng)圍巖壓力達(dá)一定值時(shí),支架產(chǎn)生了縮動(dòng),但是隨著支架的縮動(dòng),支架的整體承載力急劇下降,支架的支撐性能惡 化,當(dāng)圍巖壓力再增大時(shí),支架就失穩(wěn)破壞,這種情況也是達(dá)不 到應(yīng)有的支護(hù)效果的。