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锚杆的作用
作者:ld-driller | 时间:2020-09-03 16:18:25

锚杆支护作用机理

  锚杆支护的作用机理有加固拱作用、悬吊作用、组合梁作用、围岩补强作用和减小跨度作用等.

  (1)悬吊作用在层状岩层中,锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上部稳固的岩层上。锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。

  (2)组合梁作用在没有稳固岩层的薄层状岩层中,通过锚杆的预拉应力,将视为组合梁的各薄岩层挤紧,提高其自承能力。决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的预拉应力及杆体强度和岩层性质。

  (3)加固拱作用对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩,如果及时用锚杆加固,就能提高岩体结构弱面的抗剪强度,在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳

  定,而且能防止其上部围岩松动和变形的加固拱,从而保持巷道的稳定。

  (4)减少跨度作用巷道顶板打上锚杆,相当于在该处打上了点柱。因此,就相当于把巷道顶板岩石悬露的跨度缩少了,从而提高了顶板岩层的抗弯曲能力。


① 锚杆悬吊作用:锚杆穿过软弱、松动、不稳定的岩土体,锚固在深尽稳定的岩土体上,提供足够的拉力,克服滑落岩土体的自重和下滑力,防止洞壁滑移、塌落。

② 挤压加固作用:锚杆受力后,在周围一定范围内形成压缩区。将锚杆以适当的方式排列,使相邻锚杆各自形成的压缩区相互重叠形成压缩带。压缩带内的松动地层通过锚杆加固,整体性增强,承载能力提高。

③ 组合梁(拱)作用:锚杆插入地层内一定深度后,在锚固力作用下的地层间相互挤压,层间摩阻力增大,内应力和挠度大为减小,相当于将简单叠合的数层梁(拱)变成组合梁(拱)。组合梁(拱)的抗弯刚度和强度大为提高,从而增强了地层的承载能力。锚杆提供的锚固力愈大,作用愈明显。

④ 锚杆长度:锚杆按照设计、能有效发挥其作用时所需的总长度。按悬吊作用计算时,是锚固长度、加固长度和外露长度之和。按组合梁(拱)作用计算时,是1.2倍组合梁(拱)的高度和外露长度之和。实际取值时,还应考虑开挖轮廓线不平整而增加的附加长度。

⑤ 锚固长度:锚杆锚入稳定地层中的长度,可按经验选取或按计算选取。按经验选取时,考虑锚固方式和锚杆直径。按计算选取时,考虑砂浆与锚杆的粘结力和砂浆与孔壁的粘结力。

⑥ 加固长度:按沿锚杆方向所悬吊的危岩的高度,或围岩荷载高度,也可用声波等测试技术测量的松动圈厚度的方法来确定。

⑦ 锚杆拉拨试验:检验锚杆施工质量、测定锚杆抗拔力的方法之一。在锚杆未被喷射混凝土覆盖之前,用锚杆拉力计或扭力矩扳手直接进行测定。夹住锚杆后,缓慢均匀加压,直至压力表读数达到与设计值相对应的数值为止,或使锚杆松动为止,一般不做破坏性试验。在锚杆被喷射混凝土覆盖后,用锚杆探测仪探明后,将锚杆刨出再进行测定。检测数量按洞室每长30─50米或每300根锚杆取样一组,每组不得少于3根,应在检查点同一断面内的一排锚杆中均匀选取。

运用理论分析及数值计算的方法对锚杆作用力的产生机理、分布规律及其对岩体作用的力学效应进行了探讨。结果表明 ,锚杆与围岩间的相对位移或相对位移趋势是锚杆作用产生的条件 从力学角度考虑 ,端部锚固、全长充填的方式是理想的锚固方式.