矿用U型约束混凝土拱架轴压短柱试验研究及应用

为明确最新研发的矿用U型约束混凝土拱架的基本力学性能，设计了U型约束混凝土(UCC)短柱轴压试验方案，从变形破坏形态、荷载-应变曲线、极限承载力及声发射响应特征等方面，分析了其受力性能和变形破坏特性，同时研究了核心混凝土破裂机理。结果表明：UCC短柱呈现整体塑性失稳的破坏形态，对应的N-ε曲线为上升→平缓上升的4阶段形式；UCC短柱具有较好的延性和后期承载能力，极限承载力提高127%~196%，经济性得到提高；声发射活动先后经历了孕育期到消寂期4个阶段。分析得到了每个时期约束混凝土短柱的受力、变形、破坏行为及机理。现场应用效果显示，U型约束混凝土拱架为深部、软岩巷道提供了新型有效的支护形式，控制效果明显优于常规U型钢拱架。