煤炭科学技术

作者：张志义, 赵博, 管伟明, 储春妹, 钱德雨,

关键词：风积沙, 网箱结构, 有限元分析, 承载性能, 采空区充填,

风积沙在我国西北地区广泛分布，是理想的固体充填材料，提供侧向约束是利用这种散状颗粒材料的有效方式。以风积沙充填网箱为研究对象，通过单轴压缩试验、数值模拟试验和理论分析对其承载性能进行了研究，研究结果表明：由单轴压缩试验可知风积沙箱式充填体模型破坏时峰值应力随着丝径、目数的增加而增加；破坏时峰值应力随着网箱边长的增加而减小。大边长风积沙充填网箱破坏时峰值应力同样随着边长的增大而减小，且承载破坏均出现在边界连接处。由ANSYS对充填网箱承载变形模拟结果可知侧向约束强度是风积沙箱式充填体承载变形的关键，充填网箱承载时最大侧向变形出现在开口处附近，侧向变形分布呈现出上部大，下方小的特点；充填网箱的侧向网片为风积沙提供的侧向约束力随着网箱侧向变形量的增大而增大。当不同金属网片规格的网箱受到相同载荷时，金属网箱侧向变形量随着网箱边长、孔径的增大而增大，随着丝径的增大而减小；当不同网箱的侧向变形相同时，网箱为风积沙提供的侧向约束力随着网箱边长、孔径的增大而减小，随着丝径的增大而增大。选取网箱边长600 mm、孔径50 mm、丝径6 mm的数值模拟结果与理论分析结果的网丝拉力进行了对比分析，两者得到的网丝拉力误差值在不同变形情况下均小于5%。

来源：2025年第4期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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