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摘要
矿用锚索主要由多根钢绞线缠绕而成，具有可弯曲、抗破断能力强及成本低廉等优点，在煤矿巷道围岩、特别是巷道顶板稳定性控制中广泛采用。捻距是制作锚索的重要参数之一，煤矿在选取锚索时，因了解尚浅而往往忽略这一参数。为探究捻距参数对锚索拉伸力学性能与锚固效果是否存在影响，论文采用理论分析与室内试验相结合方法，初步厘清了捻距参数对锚索拉伸时的几何变形特征的影响，明晰了其对锚索锚固力的影响机制。基于实验获得的锚索拉伸及锚固拉拔数据，构建数值模拟模型，与井下试验结果进行对比，得到了捻距与其极限拉伸载荷、最大锚固力的关系式，获取了能够充分发挥锚索拉伸力学性能与锚固效果的最佳捻距。研究结果表明：在锚索受到拉伸时，在一定范围内捻距与延伸率的关系为负相关，与拉伸极限载荷的关系为正相关；锚索-锚固剂界面存在一定的几何匹配关系，捻距减小至其13倍公称直径时，最大锚固力随着捻距的减小而增大；综合分析锚索极限拉伸载荷与最大锚固力等因素发现，能够充分发挥锚索拉伸力学性能与锚固效果的最佳捻距范围为13～14倍公称直径。研究成果增加了锚索捻距对拉伸力学性能影响的认识，明晰了对其锚固机制的理解，为锚索制作及煤矿选取锚索提供了参考及理论支撑。
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