钢塑格栅在锚网支护结构中的作用机理研究

With the widespread application of anchor-mesh-support, the metal mesh’s defects in anchor-mesh-support results in reduced effects and increased costs. It can not be ignored so that new materials should be urgently putted into anchor-mesh-support to improve its security and technical economy. By means of theoretical analysis, model experiment, field test and numerical simulation and other comprehensive ways, this paper researches the mechanical properties of steel-plastic geogrid, interaction mechanism with concrete and the deflection mechanism of steel-plastic geogrid concrete slabs to reveal the mechanism of reinforcement and yielding deformation. This paper deduces the calculation formula of steel-plastic geogrid in anchor-mesh-Support Structure and deflection of steel-plastic geogrid concrete slabs, which reveals the stress adjustment and transfer mechanism, deformation and concerted mechanism of steel-plastic geogrid and establishes a calculation solution in the design of steel-plastic geogrid in anchor-mesh-support. This paper also studies the characteristics and deformation rules of steel-plastic geogrid under different lithology and supporting conditions so that the geometrical parameters and mechanical parameters of steel-plastic grids are established and selected. The research results can solve the problem of material selection and design calculation in anchor-mesh-support to guarantee the safety,it has important theoretical significance and application value.

锚网支护应用领域和范围极为广泛，金属网在锚网支护结构中的缺陷导致支护效果的降低和支护成本的增加却不容忽视，将新型材料引入锚网支护结构是提高其安全性和技术经济性的迫切要求。采用理论分析、模型试验、工程现场试验、数值模拟等综合研究手段，研究钢塑格栅力学性能及其与混凝土相互作用机理、钢塑格栅混凝土板挠度变形机理，揭示钢塑格栅在锚网支护结构中的“加筋加固”机理和“让压变形”机理；推导钢塑格栅在锚网支护结构中的受力计算公式和钢塑格栅混凝土板挠度计算公式，揭示钢塑格栅应力调整与传递机理、变形演变与协调机理，建立钢塑格栅在锚网支护结构中的设计计算方法；研究不同岩性、不同支护工况下钢塑格栅受力特征与变形规律，建立钢塑格栅几何参数和力学参数设计依据和选取原则。研究成果能够解决锚网支护结构中网的材料选取和设计计算问题，钢塑格栅锚网支护结构能够保证支护工程的安全性和技术经济性，具有重要的理论意义和推广应用价值。

金属网锚网支护是应用最广泛、最经济、量最大的支护方式之一，但在应用过程中发现金属网诸多缺点。本项目采用新型钢塑格栅材料代替金属网用于锚网支护。为此，本项目围绕钢塑格栅筋带复合机理、网作用机理、混凝土加筋机理及其板挠度变形机理及设计方法等关键科学问题，开展了钢塑格栅作用机理系统化研究，研究内容包括：.（1）开发了钢塑格栅筋带拉伸专用缠绕器；揭示了其力学性能规律；建立了筋带复合机理本构模型，开展了钢塑格栅筋带配筋率对筋带复合性能的影响，确定了筋带复合的最优组合关系。.（2）开发了钢塑格栅网测试平台；开展了钢塑格栅网力学性能试验，揭示了各影响因子对钢塑格栅力学性能规律；建立了钢塑格栅网力学分析模型，推导了钢塑格栅线型公式，揭示了钢塑格栅应力调整与变形协调机理。.（3）开展了钢塑格栅单根筋带与混凝土粘合强度试验，揭示了筋带与混凝土结构粘结性能特征与规律；开展了钢塑格栅混凝土板性能试验，揭示了钢塑格栅在混凝土中的加筋加固机理。.（4）推导了网的系列特征方程，揭示了网的作用机理，为钢塑格栅设计提供了理论依据。.钢塑格栅锚网支护系列研究成果丰硕，开发的钢塑格栅网测试平台性能优越；建立了钢塑格栅锚网支护理论体系。该成果应用领域广泛、应用量大，前景广阔。.（3）开展了钢塑格栅单根筋带与混凝土粘合强度试验，揭示了筋带与混凝土结构粘结性能特征与规律；开展了钢塑格栅混凝土板性能试验，揭示了钢塑格栅在混凝土中的加筋加固机理。.（4）推导了网的系列特征方程，揭示了网的作用机理，为钢塑格栅设计提供了理论和计算方法。.钢塑格栅锚网支护系列研究成果显著，开发设备性能达到世界先进水平；开创了钢塑格栅锚网支护理论体系，填补了行业空白。该成果应用量大、应用面广，未来应用前景广阔。