深井软岩巷道喷射钢纤维混凝土力学性能实验研究.pdf

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1、深井软岩巷道喷射钢纤维混凝土力学性能实验研究■张坦宋海清邵明辉孙杰贾假[摘要]深井软岩巷道围岩具有强度低、易扰动、流变性钢纤维喷射混凝土具有抗拉、抗弯、抗剪强度素喷混凝土中掺入适量钢纤维的方法来改善混凝土较强的特点，对于围岩的控制极为复杂，软岩巷道的支护高的优点，并会显著改善混凝土抗裂性能、韧性、的整体力学性能，使之更好地适应软岩巷道大变形是一难题。本文将喷射钢纤维混凝土应用于深井软岩巷道抗冲击性能及耐久性等。钢纤维喷射混凝土以其良的需要，从而提高了支护结构的稳定性和支护强度。的喷层结构中，通过在实验室对钢喷射纤维混凝土的力学好的力学性能和延性,能满足施工

2、的需要，因此受到本文对喷射钢纤维混凝土和喷射素混凝土进行性能做一些基础性的研究，对比分析了喷射素混凝土和喷越来越多的关注和研究应用。钢纤维混凝土较之素一些基础性的试验研究，对比分析了喷射素混凝土射钢纤维混凝土的抗压、抗拉、抗弯和弹性模量等力学性混凝土具有更大的抗拉、弯强度，断裂韧度大，在和喷射钢纤维的抗压、抗拉、抗弯和弹性模量等力能以及力学特性。通过实验得出，与喷射素混凝土相比，破坏过程中表现为应变软化特性，延展性好，在围学性能以及力学特性，分析了两种喷层结构的支护钢纤维的掺入明显改善了混凝土的抗压、抗拉和抗弯等力岩变形情况下能与围岩协同变形。由于传统的爆

3、破强度及受力特性。为将来在深井巷道的应用提供了学性能，同时钢纤维的掺入能有效地抑制裂缝的扩展过程。开挖过程中，爆炸应力对深井巷道围岩扰动影响大。一些有用的基础性资料。围岩松动圈范围大，围岩表面岩石较破碎，巷道表二、力学性能试验[关键词]软岩巷道喷射钢纤维混凝土力学性能面平滑性差，“钢筋网片+喷射素砼”支护结构稳定1.C25喷射混凝土配合比设计时间短，破坏范围大，喷层易出现混凝土块崩落等水泥采用的是八公山P.O32.5普通硅酸盐水一、引言安全隐患。若用喷射钢纤维混凝土取代“钢筋网片+泥，粗骨料所用的碎石最大粒径10mm，细骨料采用我国东部地区煤炭资源开发具有

4、历史长、强度喷射素砼”支护结构，巷道开挖后第一时间在围岩的是潢川中粗砂，细度模数为3.0，试验研究采用大的特点。东部矿区深部岩石所处的“三高一扰动”表面喷射钢纤维混凝土。在没有钢筋网片阻挡的前的钢纤维是DramixRC-65/35-BN钢纤维。表1给出特殊地质力学环境。受“三高一扰动”的作用，巷提下，喷层能做到与岩面紧贴，围岩自承载能力能了C25喷射混凝土的配合比设计以及钢纤维用量，道围岩的稳定性控制成为了深部开采最突出的亟待得到更大提高，同时在围岩发生变形时，喷层能与表2给出了钢纤维的几何参数（如长度lf,直径解决的问题之一，而确保巷道支护系统的可靠性和

5、围岩协同变形。在一定程度上，“喷射钢纤维混凝土”df）、拉伸强度ft。安全性是控制围岩稳定的最直接和最有效的途径。更好地发挥了支护结构和围岩的共同作用。通过在表1C25喷射混凝土配合比设计及钢纤维用量33333水泥（kg/m）沙子（kg/m）石子（kg/m）水（kg/m）砂率（%）速凝剂钢纤维（kg/m）423878.5878.52205030表2试验所用钢纤维参数表lfdf拉伸强度ft类型长径比（mm）（mm）（MPa）RC-65/35-BN350.538651145～11542.两种混凝土抗压强度的对比试验4.巴西圆盘试验法抗拉强度的测定联合会推荐的试

6、验规程，对于素混凝土可根据RILEM本试验研究所采用的混凝土试件边长为100mm巴西圆盘试验法时将试件加工直径为d=50mm，TC-50规程进行试验，而对于钢纤维混凝土，则推×100mm×100mm的正立方体试件，将喷射素混凝厚度为t=（0.5～1）d的圆盘体，然后将其横置于荐采用RILEMTC162-TDF规程。3PBT法是对带单边土和喷射钢纤维混凝土试件在标准养护条件下，分试验机的承压板间，并在试件与上、下承压板间沿切口的梁进行试验的。本文采用的是宽度和高度均别养护3d、7d和28d，测定各龄期的抗压强度。试件侧壁各放一根直径为1.5～2cm的钢筋，使

7、压为100mm、跨度为300mm的试件，每种混凝土分别每个龄期各进行3组试验，试验结果见表3。试验力沿钢筋成均布线荷载作用于试件的厚度上，然后进行3小组试验，试验结果取平均值。结果取平均值。施压，以使试样内部产生垂直于上、下荷载作用方（1）实验方法及加载装置表3两种混凝土抗压强度对比试验数据向的拉应力使试样因拉应力而破坏。实验采用三分点加载简支梁测试混凝土的抗弯混凝土种类抗压强度MPa本试验研究使用的试件为直径d=50mm、高度强度，实验装置如图1、图2所示。3d7d28d素混凝土21.223.628.9h=25mm的圆柱试件进行4组试验，试验结果见表5。

8、试验机钢纤维混凝土24.327.531.6试验结果取平均值。上压板