ボルトサポートに関連するいくつかの力の概念

ボルトサポートに関連するいくつかの力の概念

1つの定義

アンカー力：周囲の岩石に対するアンカーロッドの拘束力を指し、ラジアルアンカー力とタンジェンシャルアンカー力を含み、ラジアルアンカー力は支持アンカー力とスティッキングアンカー力を含む。

固定力は、周囲の岩が車道に移動するのを防ぐために、支持プレートによって周囲の岩に加えられる半径方向の支持力です。

アンカー力は、アンカーロッドがバインダーを介して周囲の岩に及ぼす半径方向の力です。

接線方向の固定力は、ボルト本体が岩盤の弱い表面を貫通して弱い表面をスライドさせて開くことによって引き起こされる制限力です。 単位はkNです。

引き抜き力：ボルトが岩盤から引き出されるのを防ぐ力を指します。 引抜力は、設計引抜力と検出引抜力に分けられます。 一般的に、引き抜き力は設計の引き抜き力を指し、その値はアンカーロッドの破壊力よりも大きくなければなりません。 単位はkNです。

アンカーロッドの事前締め付け力：アンカーロッドの取り付け中にアンカーロッド本体に加えられる軸方向の張力（kN）。

アンカーロッドの事前締め付けトルク：アンカーロッドの取り付け中にアンカーロッドナットに加えられるトルク（N・m）。

アンカーロッドのプレストレス：アンカーロッドの取り付け中に、アンカーロッド本体に加えられる軸方向の引張応力は、アンカーロッドのプレストレス力とロッド本体の断面積の比（MPa）に等しくなります。

2測定方法

2.1アンカー力テスト

ボルトの固定力は、一般的にダイナモメーターで行います。 現在、ML-20 / ML-30ボルト張力計は一般的にダウンホールで使用されています。

ダイナモメーターの設置プロセス：

①テンションゲージのワークベンチ油圧ゲージのオイルパイプジョイントを確認してください。

②アンカーロッドコンロッド（めねじ）は、アンカーロッド端部のねじ山に直接スリーブが付いており、ねじ山は30mm以上である。

③スリーブを取り付け、スリーブをアンカーロッドトレイに近づけてから、ジャッキを取り付け（伸縮シリンダーの一端が外側にあり、ナットに近い）、ナットをレンチで締めます。

④チューブをジャックに接続します

上に

⑤スイッチノブを締めます。

⑥操作ハンドルを一定速度で加圧し、設計された固定力に達するまで常に圧力計に注意を払い、スイッチをゆっくりとオンにして圧力を解放します。

予防：

（1）石炭が水平で、トレイ上で破損現象が発生しない位置を選択します。

（2）バッキングプレートはできるだけ平らで剛性が高い必要があります。

（3）ボルトのねじ山の露出長さは25〜40mmであり、ボルトは石炭岩の表面に対して垂直でなければなりません。 ジャックシャフトコネクティングロッドボルト本体の中心線は一定です。

（4）加圧する前にダイナモメーターの完全性をチェックします（作動中のパイプライン圧力計、ロータリージャッキなど）。

（5）ボルトダイナモメーターの圧力は、ボルトが緩むか、圧力計がボルト設計の固定力の値を読み取るまで均一でゆっくりである必要があり、破壊試験は通常実行されません。

（6）ジャックが圧力を解放しているときに、スイッチノブをゆっくりと緩めます。

（7）圧力試験中、アンカーロッドの3m近くで誰も検査することはできません。

（8）樹脂製アンカーロッドを設置後30分で測定する場合は、測定値に1.3を掛ける必要があります。

（9）ボルトの固定力の試験中は、安全保護対策を講じる必要があります。

2.2アンカーロッドの引張力の検出

アンカーロッドドローイングゲージは、最も一般的に使用されているボルトドローイング力試験器です。 現在、我が国で一般的に使用されているアンカー描画ゲージには、MLJ-300 / 100アンカー描画ゲージ、MJY-1非破壊アンカー描画ゲージ、ZYシリーズアンカー描画ゲージなどがあります。

ボルトプルテストには、次の要件があります。

ボルト引き抜き実験は、ボルト引き抜きゲージを使用して地下道路で完了します。

テストサイトは、地下道路建設サイトまたは同様の周囲の岩で選択する必要があります。

テストで使用されるアンカーロッドとアンカー剤は、正式な構造で使用される材料と同じである必要があります。

テストで使用される機器と掘削パラメータは、正式な構造のものと同じである必要があります。

アンカーの接着強度をテストするために、テストは短いアンカー（長さ150〜200mmのアンカーなど）の形式で行う必要があります。

テストは破壊的なテストです。 ボルトが破損するまで引っ張られ、テスト中にボルトの尾の荷重と変位が記録されます。

最大荷重と変位の曲線に従って、周囲の岩石の固定性と固定効果を分析し、ボルトサポートの適用の実現可能性を判断します。

次のいずれかの状況では、アンカーロッドの引き抜きテストを再度実行する必要があります。

ボルトサポートの設計が変更されました。

補足資料の変更;

車道の周囲の岩石の地質条件は、断層、壊れたゾーン、褶曲、その他の地質構造など、大きな変化を遂げました。 車道の屋根などに大きな水しぶきが出る。

2.3アンカーロッドの締め付け前トルクテスト

トルクレンチは、一般的にアンカーロッドの事前締め付け力を検出するために使用されます。 アンカーロッドの事前締め付け力の検出は、次の要件を満たしている必要があります。

グループ（3）は、ボルトナットトルクテストのために各サブクラスの上部からサンプリングされます。 各ナットの事前締め付けトルクは、設計要件を満たしている必要があります。

各グループの1つのナットが必要なトルクを満たしていない場合は、別のグループ（3個）をスポットチェックする必要があります。 それでも不適格なものが見つかった場合は、クラス内のすべてのナットを締め直して、再度オーバーホールします。

3いくつかの紛らわしい力の間の関係

3.1固定力と引張力の違い

（1）固定力とは、周囲の岩石にボルトでかかる拘束力であり、周囲の岩石の変形を抑制し、補助的な役割を果たす力です。 ボルトの引き抜き力は、ボルトが固定された後の引き抜き実験中にボルトが耐えることができる最大荷重です。 これは、ロッド本体、固定剤、および岩石が結合された後にボルトが破損または破損する最大の引張力を反映しています。

（2）支持されている周囲の岩石の変形と膨張に伴い、固定力が増加します。 したがって、固定力は動的に発生し、絶えず変化する力です。 ボルトの引き抜き力は固定値であり、周囲の岩石の変形やボルトの力によって変化することはありません。 周囲の岩石が変形せず、ロッド本体の緩和効果を考慮しない場合、固定力は初期固定力と等しくなります。

（3）固定力試験では、アンカーナットとトレーの間に設置されたアンカー動力計を使用します。 一般的に、アンカーダイナモメーターはアンカーが取り付けられたときに取り付けられます。 固定力を検出する目的はボルトの力を監視することであり、長期間の観察が必要です。 ボルト引張力試験はボルト張力計を使用します。 試験はボルト取付後いつでも実施できます。 ボルトの引張力をテストして、ボルト本体、固定剤、およびロックボンディング効果を確認します。 構造上、アンカーロッドの引張力をテストする場合、通常は設計されたアンカー力に到達するだけで済みます。 破壊試験では、アンカーロッドを引き抜くか、アンカーロッドを引き抜いて終端する必要があります。

（4）アンカーロッドの施工品質を確認する場合は、通常、アンカーロッドの引張力を確認してください。 アンカーロッドの使用状態を監視・分析する場合は、アンカー力を測定してください。 固定力の測定は、サポートの信頼性を検証し、サポート設計の将来の改訂の基礎を提供することです。 設計および建設中、アンカーロッドの引張力がロッドの破壊力よりも大きいという基本原則を確保する必要があります。つまり、アンカーロッドの力が破壊力を超えた後、アンカーロッドは次のようになります。壊れていますが、アンカーロッドを引き抜くことができません。 よくある間違いは、設計されたアンカーロッドの引っ張り力がロッド本体の破壊力よりも小さいことです。

3.2仮締め力と仮締めトルクの関係

（1）アンカーロッドの締め付け前の力と締め付け前のトルクの単純化された関係は次のとおりです。M= k・T・d、ここでMは締め付け前のトルクN・mです。 kは比例係数、Tは事前締め付け力kNです。 dはロッドの直径mmです。 比例係数kは総合係数であり、ねじ山揚げ角、ピッチ、ねじ対の摩擦係数、ナットと支持面の摩擦係数の総合的な影響を受けます。 したがって、それは事前締め付け力と事前締め付け力の決定です。 タイトなトルクの関係の鍵。

（2）事前締め付け力は、アンカーロッド（アンカーケーブル）に加えられる引張力であるkN単位の力です。 締め付け前のモーメントは、圧縮ナットに適用されるモーメント（N・m）です。

（3）2つの測定器が異なります。 事前締め付け力は、アンカーロッドトレイとナットの間に取り付けられたボルトダイナモメーターで確認できます。 サービス専門家の締め付け前のトルクは、デジタル表示またはスケール表示付きのボルトトルクレンチで確認できます。

（4）アンカーロッド構造の設計には、事前締め付けモーメントではなく、事前締め付け力が必要です。 しかし、実際の施工では、締付トルクの測定が容易であり、締付力の測定が比較的複雑であり、締付トルクの増加に伴って締付力が増加するため、検出の便宜のために、間接検出は、締め付け前のトルクを直接検出することによって実現されます。 アンカーロッドの事前締め付け力の目的。 そのため、ボルトを取り付けると、通常は締付トルクは検出されますが、締付力は検出されません。

3.3プレロードとプレストレスの違い

アンカーロッドの事前締め付け力：アンカーロッドの取り付け中にアンカーロッド本体に加えられる軸方向の張力。

アンカーロッドのプレストレス：ロッド本体の断面積に対するアンカーロッドの事前締め付け力の比率。

4.1固定力の役割

アンカーロッドの固定効果は、半径方向および接線方向の固定力の作用で具体化されます。 半径方向の固定力は、周囲の岩石に閉じ込め圧力を加え、周囲の岩石を一方向および双方向の力の状態から双方向および三方向の力の状態に変換し、周囲の岩石の安定性を向上させます。 アンカーロッドは同じ岩層の弱い表面を貫通し、接線方向のアンカー力は弱い表面の機械的特性を改善し、それによって周囲の岩の機械的特性を改善します。 したがって、アンカーロッドはサポートと補強の両方を備えたより完璧なサポートフォームです。 半径方向の固定力は主に補助的な役割を果たし、接線方向の固定力は主に補強的な役割を果たします。 周囲の石炭道路の岩石では、半径方向の固定力が主に支持に使用されます。 具体的なパフォーマンスは次のとおりです。

（1）アーチを強化する役割。 交差する弱い表面によって切断された巨大なまたは破砕された周囲の岩石の場合、時間内にボルトで補強すると、岩盤構造のせん断強度を向上させることができ、周囲の岩石の特定の厚さ内にそれ自体を維持できるだけではありません。 安定しており、道路の安定性を維持するために、上部の周囲の岩が緩んだり、補強されたアーチが変形したりするのを防ぐことができます。

（2）サスペンション効果。 吊り下げ機能とは、上にある固くて安定した岩の上に落下しそうな弱い岩層や危険な岩をアンカーロッドが吊り下げ、危険な岩や弱い岩層の重さをアンカーロッドが支えることを意味します。

（3）複合梁の役割。 層状岩層の道路の屋根には、ボルトの長さ内に薄い岩層を固定して支持力を向上させることにより、一連のボルトを固定して特定の複合梁を形成します。 陸屋根道路の層状の岩屋根は、道路の両側を支点とする重ね合わせた梁と見なすことができます。 荷重の作用下では、各岩層には独自の曲げモーメントがあり、各岩層は圧縮と張力を受けています。 アンカーロッドが岩のさまざまな層を組み合わせた後、複合梁の曲げ強度と支持力が大幅に向上します。

4.2プリロードの役割

（1）事前締め付け力は、特に層状の岩層や周囲の岩が壊れている状態で、アンカーボルトのアクティブサポートの役割を果たすことができます。 事前締め付け力を高めると、周囲の岩の性質が変化し、周囲の岩への損傷を防ぎ、周囲の岩の安定性を維持できます。 周囲の岩を支えるのに役立ちます。

アンカーロッドの事前締め付け力は、屋根の安定性に決定的な影響を及ぼします。 事前締付け力がある程度大きい場合は、アンカーロッド長さ内外の屋根の分離をなくすことができます。

高い事前締付け力のアンカーロッドは、プレストレスト屋根を確立するように設計されています。 プレストレスト屋根の存在は、屋根を水平方向の応力からある程度保護するため、屋根の岩層は横方向に圧縮された状態になり、屋根にかかる高レベルの応力に打ち勝ちます。 安定性の影響。

（4）プレストレスト構造の形成は条件付きであり、アンカーボルトのプリテンションが鍵となります。 大きな水平応力の条件下で、アンカーロッドの役割は、プレストレストトッププレートを形成するのに間に合うようにトッププレートに高いプレストレスを提供し、圧力自立構造を形成することです。