现代矿业 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (07): 65-71.
吴 涛
WU Tao
摘要: 矿用工字钢梯形支架作为一种高灵活性被动支护结构,已经被广泛应用于地下支护 中。在实际应用时,施工缺陷以及围岩变形可能导致梯形支架在服役期间处于非对称荷载作用下 的工作状态,不利于其强度的充分发挥。鉴于此,开展了矿用 12# 工字钢的四点加载试验,并基于 ABAQUS/explicit 建立了全尺寸工字钢梯形支护结构的精细化有限元模型,对其在不同荷载下(尤 其是两侧非对称荷载下)的响应行为进行了研究。结果表明:矿用 12# 工字钢具有较好的稳定性与 承载性能,挠跨比达到 4.4% 时跨中腹板仍有部分区域保持弹性;顶梁的变形与竖向荷载成正比,与 侧压荷载成反比,柱腿的挠曲变形则主要受到侧压荷载的影响;非对称荷载使得梯形支架的柱腿 发生转动,支撑条件和边界弯矩的变化导致两侧荷载系数差值为 0.2 时的支架侧移率远超 2%,面 临倒塌风险,同时顶梁产生非对称变形,在两侧荷载系数差值为 0.4 时,最大竖向位移相比对称荷 载作用时的增长高达 170.5%。有鉴于此,实际工程中支架与周围岩体的稳固接触应得到充分保 证。