基于FBG传感器的回采巷道锚杆支护监测分析

鉴于巷道锚杆支护服役状态安全监测的需求,考虑回采巷道恶劣环境条件和锚杆埋入煤岩后不可见的局限性,基于FBG传感器技术自主研制了锚杆FBG应力传感器.通过实验室标定和现场试验,实现了对回采巷道服役锚杆杆体应力准分布高精度的连续动态监测,从而基于技术手段实现了锚杆支护状态的安全监测.在浅埋薄基岩煤层回采巷道,应用锚杆FBG应力传感器,随工作面推进,监测了周期来压过程中服役锚杆杆体的应力变化.通过对监测数据进行统计分析,综合考虑锚杆布置位置与推进工作面之间的空间联系,揭示了回采巷道服役锚杆安全状态及演化规律.由监测数据发现,顶板、巷帮、顶角顶板、顶角巷帮及底角巷帮锚杆安全状态各不相同,且存在深浅部位锚杆安全状态不同的情况.锚杆杆体的轴力变化值表现为顶板锚杆增加,巷帮锚杆减小,顶角顶板和顶角巷帮锚杆的浅部减小、深部增加,底角巷帮锚杆中间增加、两端减小.对监测结果综合评判表明,回采过程中一旦满足条件,巷帮锚杆会最先破坏而引发安全事故,顶板锚杆最为安全,顶角顶板、顶角巷帮及底角巷帮锚杆相对安全.     

锚杆锚固段拉脱失效对基坑安全稳定性的影响研究

为了探究锚杆支护基坑工程中支护结构失稳的灾变机理,揭示锚固段拉脱失效对锚杆支护基坑安全稳定性的影响,依托某深基坑工程开展现场试验,布置分布式传感器监测桩锚支护结构锚杆内力和变形情况,结合数值计算分析,研究支护锚杆锚固段的拉脱失效区域形成原因及判定方法。结果表明,锚杆的轴向应力随基坑向下开挖深度增加逐渐变大,其中,锚杆自由段轴向应力变化最为明显,锚固段区域轴向应力沿长度方向逐渐减弱。对比分析现场试验数据曲线,判定因预应力张拉作用使基坑预应力锚杆在锚固段存在一定范围的拉脱失效区域,研究依托工程的拉脱失效区域为1.0～2.0 m。拉脱失效会使基坑侧壁边坡的剪应变增量区域形成滑移面,导致滑移趋势明显增大,进一步验证了拉脱失效区域对基坑稳定性会有显著影响。工程设计时不能忽略预应力锚杆锚固段拉脱失效区域的存在,深基坑锚杆设计必须增大安全储备,以保证基坑安全稳定性。