钢管混凝土支架注浆孔补强技术数值模拟分析

隧道建设（中英文） ›› 2011, Vol. 31 ›› Issue (4): 426-430.

钢管混凝土支架注浆孔补强技术数值模拟分析

高延法^1,2，李学彬^1,2，王军^1,2，曲广龙¹，马鹏鹏¹，陆侃¹

1.中国矿业大学，北京 100083；2.深部岩土力学与地下工程国家重点试验室，北京 100083

收稿日期:2011-05-11 出版日期:2011-08-20 发布日期:2011-11-02
作者简介:高延法 (1962—)，男，山东滕州人，1991年武汉水利电力学院获博士学位，岩土工程专业，博士，教授，博士生导师，主要从事于软岩巷道支护和开采沉陷控制等方面的教学与研究工作。
基金资助:
国家重点基础研究发展计划项目（2006CB202200）；长江学者和创新团队发展计划（IRT0656）；清华大学结构工程与振动教育部重点试验室开放研究基金资助（200801）

Numerical Simulation on Reinforcement of Grouting Hole of Short column of Concrete-filled Steel Tube Suuport

GAO Yanfa^1,2，LI Xuebin^1,2，WANG Jun^1,2，QU Guanglong¹，MA Pengpeng¹，LU Kan¹

1. China University of Mining & Technology, Beijing 100083, China; 2. State Key Laboratory for Geomechnics and Deep underground Engineering, Beijing 100083, China

Received:2011-05-11 Online:2011-08-20 Published:2011-11-02

摘要/Abstract

摘要：

钢管混凝土支架需要在井下注入混凝土，需要留设注浆孔，为了弥补注浆孔周边钢管刚度，实施了加强板、插入注浆短管和封孔塞等三项补强措施。采用ABAQUS有限元软件分析在弹性加载条件下钢管的应力分布特征，注浆孔导致孔口两侧的压应力集中系数最大，为8.45；采用三项补强措施后，钢管注浆孔附近的压应力集中程度明显降低。分别对各项补强措施进行数值分析并优化出补强措施：加强板为500 mm×300 mm×10 mm，注浆短管为直径133 mm×8 mm，封孔板为直径116 mm×40 mm。优化的补强措施更加有效降低了应力集中程度和补强措施的用钢量。

关键词: 钢管混凝土支架, 数值模拟, 注浆孔, 应力集中

Abstract:

Reinforcement plate, short grouting tube and sealing plug are needed so as to ensure the rigidity of the steel tube around the grouting hole of concrete-filled steel tube supports (CFSTS). The characteristics of the distribution of stresses on the steel tube under elastic loading conditions are analyzed by means of ABAQUS. The compressive stress concentration coefficient on both sides of the grouting hole is the largest, reaching 8.45. The compressive stress concentration degree around the grouting hole decreases dramatically when reinforcement measures are taken. Different reinforcement measures are simulated and the following optimized reinforcement measures are proposed: the dimension of the reinforcement plate should be 500×300×10mm, that of the short grouting duct should be φ133×8mm and that of the sealing plug should be φ116×40mm. With the optimized reinforcement measures, the stress concentration degree and the steel consumption are effectively reduced.

Key words: concrete-filled steel tuber support (CFSTS), numerical simulation, grouting hole, stress concentration

高延法, 李学彬, 王军, 曲广龙, 马鹏鹏, 陆侃. 钢管混凝土支架注浆孔补强技术数值模拟分析[J]. 隧道建设, 2011, 31(4): 426-430.

GAO Yan-Fa, LI Hua-Ban, WANG Jun, QU An-Long, MA Feng-Feng, LIU Kan. Numerical Simulation on Reinforcement of Grouting Hole of Short column of Concrete-filled Steel Tube Suuport[J]. Tunnel Construction, 2011, 31(4): 426-430.

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钢管混凝土支架注浆孔补强技术数值模拟分析

Numerical Simulation on Reinforcement of Grouting Hole of Short column of Concrete-filled Steel Tube Suuport

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