Measuring roof-bolt response to axial and shear stresses: Laboratory and first in-situ analyses

CIM Journal, Vol. 7, No. 1, 2016

K. V. Jessu, T. R. Kostecki, and A. J. S. Spearing
Southern Illinois University, Carbondale, Illinois, USA
Abstract Roof bolts are subjected to axial stresses, shear stresses, or both. Axial and shear stresses were compared between roof bolts machined with two and three slots. Shear stresses perpendicular to and at an angle to the shear planes were evaluated by analyzing a three-slot instrumented roof bolt, performing laboratory tests on two- and three-slot roof bolts, and conducting in-situ test analyses. Three-slot bolts appear to provide a complete bending strain profile, requiring no prior knowledge of the estimated shear-plane orientation. Minimum displacements occur in roof bolts installed perpendicular to rather than at an angle to the shear planes.
Keywords: Angled double-shear test, Distributed optical sensing (DOS), Double-shear tests, Fibre Bragg grating (FBG)
Résumé Les boulons d’ancrage dans le toit d’une mine sont sujets à des contraintes axiales, des contraintes de cisaillement ou les deux. On a comparé les contraintes axiales et de cisaillement de boulons d’ancrage usinés avec deux ou trois fentes. Les contraintes de cisaillement perpendiculaires et à angle aux plans de cisaillement ont été évaluées en analysant un boulon d’ancrage de toit à trois fentes, en effectuant des essais en laboratoire sur des boulons d’ancrage de toit à deux et à trois fentes et en effectuant des analyses de tests in situ. Les boulons à trois fentes semblent fournir un profil complet de résistance aux contraintes de flexion, sans avoir besoin de connaître l’orientation estimée du plan de cisaillement. Des déplacements minimums ont lieu dans les boulons d’ancrage de toit installés perpendiculairement, plutôt qu’à un angle, aux plans de cisaillement.
Mots-Clé Détection par fibre optique distribuée, essais de cisaillement double, essai de cisaillement double à angle, fibre à réseau de Bragg
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