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摘要
为防止在巷道围岩中锚索发生剪切破断，进一步提高锚索的抗剪强度，自主研发的管索组合结构能更好地提高围岩的抗剪强度及稳定性，该结构主要由C型钢管和锚索组成。在详细介绍了管索组合结构支护结构的基础上，为了更好地研究管索组合结构的力学性能，利用自主研发的新型管索拉剪试验系统分别对不同类型、不同预应力、不同索径的管索组合结构及纯锚索进行了室内力学特性试验，分别从受力-剪切位移曲线特征、支护构件类型影响和支护结构破断模式等方面对比分析了试验结果。结果表明，管索组合结构在剪切过程中经历孔壁岩石自由变形、孔壁岩石压缩C型管、C型管握裹锚索共同变形3个阶段；管索组合结构的剪切破断形式表现为拉伸破断和拉剪复合破断，其峰值剪力与预紧力呈负相关，且与纯锚索相比，管索组合结构的剪切塑性铰的轴向距离较大，管索组合结构的最大剪力、最大轴力以及整体结构变形能力均得到提高，提升率分别达到26.8%、3.5%和7.0%以上。试验结果表明，采用管索组合结构可以有效提高结构面的整体抗剪能力。当围岩发生变形破坏时，锚索与C型钢管的组合结构不仅可以增加整个支护系统的抗剪强度，而且可以同时提高锚索的抗拔能力，从而实现锚索+C型钢管1+1>2的支护效果，在巷道周围组成有效的围岩承载圈，实现巷道围岩的稳定。
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单位建筑工程学院; 中国矿业大学（北京）
