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一種大型地下工程強(qiáng)力剛性支架可調(diào)節(jié)收斂約束裝置及方法

復(fù)雜地質(zhì)條件下深井、軟巖和動(dòng)壓巷道巖體呈現(xiàn)強(qiáng)流變特性，圍巖的長(zhǎng)期穩(wěn)定性控制極其困難。現(xiàn)階段，以鋼管混凝土為主體的強(qiáng)力剛性支架支護(hù)形式在一定程度上緩解了原有U型鋼支護(hù)強(qiáng)度不足、阻力過小、成本過高及讓壓受制等問題，鋼管混凝土強(qiáng)力剛性支架是由鋼管和混凝土組成的組合支護(hù)結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的支護(hù)體系為U型鋼或者單純的鋼性支護(hù)體系，無法吸收額外轉(zhuǎn)移的能量，巷道圍巖變形能量無法得到釋放，而現(xiàn)有強(qiáng)力剛性支架支護(hù)系統(tǒng)由于支架與圍巖接觸面較小，容易導(dǎo)致鋼管表面的應(yīng)力集中，深部巷道剛性支架偏壓現(xiàn)象明顯，剛性支護(hù)讓壓能力欠缺，過高的強(qiáng)度要求導(dǎo)致支護(hù)成本上升。專利優(yōu)勢(shì)： (1) 本發(fā)明通過彈性件的設(shè)置，解決了現(xiàn)有鋼管混凝土強(qiáng)力剛性支護(hù)支護(hù)剛度有余而柔性不足的問題，通過裝置內(nèi)置的彈性可調(diào)節(jié)彈簧，利用較小的恒阻或變阻結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)支護(hù)體系在一定阻力條件下與圍巖協(xié)調(diào)變形，達(dá)到縮小截面面積換取較小支護(hù)剛度，從而保證大變形巷道的長(zhǎng)期穩(wěn)定。 (2) 本發(fā)明通過無線壓力傳感器的設(shè)置，可對(duì)彈性件與讓壓節(jié)點(diǎn)部件之間的力進(jìn)行檢測(cè)，便于支架與圍巖巖體之間發(fā)生協(xié)調(diào)變形時(shí)，對(duì)彈性件回彈力的調(diào)整。 (3) 本發(fā)明整個(gè)裝置為拆卸式結(jié)構(gòu)，可重復(fù)利用，節(jié)約資源。 (4) 本發(fā)明整個(gè)結(jié)構(gòu)使得支護(hù)體系具有吸收額外轉(zhuǎn)移能量的能力，以保證巷道圍巖變形能量得到釋放，支護(hù)系統(tǒng)所具有的這種讓壓能力可以釋放不可控制的變形，提高支護(hù)系統(tǒng)的有效性和完整性。

山東科技大學(xué) 2024-07-26

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