扩大头锚杆支护体系受力机理分析的研究
锚杆杆体的受力状态及支护作用研究的开题报告
锚杆杆体的受力状态及支护作用研究的开题报告1. 研究背景在地下工程施工中，由于地质条件的限制，地表与地下结构之间的力学相互作用十分复杂。
为了保证工程的安全和稳定，常常需要采用各种支护措施，如地下连续墙、隧道衬砌、锚杆支护等。
其中，锚杆支护是一种常用的支护手段。
锚杆支护是利用钢筋或钢缆埋入地下，形成钢筋网或钢索网，通过加固地层，起到支撑和加固地下结构的作用。
锚杆杆体是锚杆支护的主要组成部分，其作用是将地层受力均匀地传递给锚杆体周围的土体，从而保证地下结构的整体稳定性。
因此，研究锚杆杆体的受力状态及支护作用对于地下工程设计和施工具有重要意义。
2. 研究内容本研究旨在探讨锚杆杆体的受力状态及其在地下工程中的支护作用。
具体研究内容包括：（1）锚杆杆体的受力分析：对单根和多根锚杆杆体进行受力分析，探讨其承受的荷载、变形及破坏机理等。
（2）锚杆支护效果研究：分析锚杆支护在不同地质条件下的支护效果，探讨不同参数对支护效果的影响。
（3）锚杆杆体与土体相互作用研究：分析锚杆杆体与周围土体的相互作用，探讨锚杆杆体对土体应力水平的改变及其对土体破坏的影响。
3. 研究方法本研究主要采用数值模拟和实验研究相结合的方法，包括：（1）采用有限元软件对锚杆杆体的受力状态进行数值模拟分析。
（2）进行现场实验，观测和记录锚杆杆体在不同地质条件下的变形、破坏及支护效果等参数。
（3）结合实验数据，对模拟结果进行验证和修正，从而得到较为准确的锚杆支护效果。
4. 研究意义通过对锚杆杆体的受力状态及支护作用的研究，可为地下工程设计和施工提供重要的科学依据。
具体意义包括：（1）提高地下工程的安全性和稳定性，降低工程风险。
（2）为地下工程设计提供可靠的数据支持。
（3）优化地下工程施工方案，提高施工效率和质量。
（4）对地下工程研究领域提供新的思路和方法。
扩大头锚杆-土体相互作用数值模拟与分析
扩大头锚杆-土体相互作用数值模拟与分析扩大头锚杆是一种常用于土体加固工程中的锚杆形式，其主要特点是头部采用了扩大设计，能够更好地固定在土体内，并提供更大的抵抗力。
本文将以数值模拟与分析为手段，探讨扩大头锚杆与土体的相互作用机理，为工程实践提供一定的参考价值。
一、模型建立本文所研究的扩大头锚杆模型采用了三维有限元方法进行建立，其中锚杆本身采用了线弹性单元，土体则采用了三维八节点三棱柱单元。
由于扩大头锚杆常用于基础土层加固工程中，因此本文将重点研究锚杆与土体之间的相互作用机理。
二、计算分析1.静力分析在进行静力分析时，假设扩大头锚杆的力学参数为：E=2.1e11N/m2,α=1.2e-5/℃,σy=6.3e8N/m2,σult=9.5e8N/m2，并分别考虑了不同深度和不同直径的锚杆。
计算结果表明，增加锚杆深度和直径都能够有效提高锚杆的承载能力，但增加直径的效果更为显著。
在进行动力分析时，首先对锚杆进行有限元动力分析，得到其特征频率和振型，进而利用单自由度系统理论建立锚杆与土体的耦合系统模型，得到系统的振动响应。
在考虑地震作用时，本文采用了强震动地表运动记录，分别对锚杆和土体进行了动力响应分析，结果表明在地震作用下，锚杆与土体之间的相互作用能够降低锚杆的自振频率和阻尼比，使其具有更好的抗震能力。
三、结论通过以上模型建立和计算分析可得，扩大头锚杆在土体加固工程中具有较好的抗拔能力和抗震能力。
同时，增加锚杆的深度和直径能够有效提高其承载能力，但在进行工程实践时需要根据具体情况进行选择。
此外，在进行动力分析时需要考虑到锚杆与土体之间的相互作用，以更加准确地评估工程的安全性和经济性。
扩大头锚杆
扩大头锚杆扩大头锚杆在基坑支护工程中的应用摘要：以某项目深基坑支护工程为例，介绍了扩大头锚杆在特殊地质条件下的应用及扩大头锚杆的承载力试验数据，结果表明：扩大头锚杆抗拔力高，可靠性高，经济效果显著。
关键字：深基坑扩大头锚杆实验数据Application of the expansion of soil anchor in the foundation pit support Abstract：Coupled with the case of deep foundation pit support of Item, introduces the expansion of soil anchor in the application of special geological conditions and the data of bearing strength test ,the results show that: the expansion of soil anchor of pulling power is high, reliability is strong，economic effect is remarkable.Key word：deep foundating pit bit expansion soil anchor experiment data0 引言锚杆的抗拔力是锚杆工程的一个最重要的技术经济指标,是锚杆施工技术水平的一个最主要的参数。
提高锚杆的抗拔力水平具有显著的技术经济价值。
传统的通过增加锚索根数或长度方法,往往投资加大,特别是大部分工程受到施工条件的限制，依靠增大锚固段的长度来提高抗拔力是有一个限度的。
本文介绍了扩大头锚杆技术在太原某基坑支护工程的应用,对扩大头锚杆做了抗拔试验以确定锚杆的极限承载力。
1 例举工程实例1.1 工程概况该项目的拟建场地位于某市建设大街南侧、中年路东侧、新南路西侧的迎西大街165号，北距迎西大街9.7m。
高压喷射扩大头锚杆扩大头质量控制-2019年文档资料
1 引言在传统的桩(墙)锚支护技术中，随着基础深度的增加，支护结构受力增加，锚杆的设计长度随之增加，但当锚杆长度超过一定范围后，锚杆锚固体的磨擦阻力不能有效发挥，造成锚杆长度的增加与锚固力的增加不成正比，既不合理也不经济。
此外，由于城市建造越来越密集，周边环境越来越复杂，锚杆的长度也受到了一定的限制。
工程技术人员为了解决上述难题，在传统预应力锚杆基础上研究开辟出高压喷射扩大头锚杆，这种锚杆抗拔力高、位移小、质量稳定、可靠性高且较经济。
高压喷射扩大头锚杆是以普通锚杆为基础，对锚孔底部一定长度范围内的锚孔外土体采用清水和水泥浆或者水泥浆进行高压喷射切割扩大注浆，在锚孔内采用水泥浆灌注，形成具有较大直径的圆柱形水泥土锚固体的锚杆(见图 1)。
图 1 扩大头锚杆示意图2 高压喷射扩孔形成方法及其特点2.1 高压喷射扩孔形成方法高压喷射扩孔是将特殊的喷嘴放于扩大头的设计部位，高压泵产生的高压液体通过喷嘴形成高压喷射流束切割土体形成扩孔，再用水泥浆置换泥浆充填整个土体空腔，从而形成锚杆的扩大头。
应用时可根据现场试验和设计承载力要求，采用以下概念和工艺：2.1.1 分序扩孔根据现场土质条件和锚杆扩大头设计参数，进行喷水、喷水泥浆的分序扩孔，提高了喷射流束切割土体的效率。
并且还可以采用多遍分序扩孔，逐渐加大扩大头的直径。
2.1.2“软”搅拌采用水进行喷射扩孔完成后，即将用水泥浆(水灰比1.0~1.5)进行高压旋转喷射。
水泥浆所形成的喷射流束像软的搅拌叶片一样，把砂浆搅动起来使之与水泥浆混合，使砂浆成为水泥浆的“骨料”，提高浆体的强度。
2.1.3 彻底置换扩孔完成后，再行高压注浆置换，以确保水泥浆能彻底将泥浆置换出来，保证扩大头锚固体的强度。
2.1.4 二次注浆：在砂卵石层和地下水流动较大的地方，在扩大头内进行高浓度的二次注浆，必要时可加适量速凝剂。
2.1.5 充填砂浆：在锚杆扩大头直径大、抗拔力高的情况下，锚杆杆体与扩大头锚固体之间的咬合力将成为影响抗拔力的一个薄弱环节。
扩大头锚杆计算实例06.04(1)
试验荷载Q 92 276 92 276 460 276 92 276 460 644 460 276 92 276 460 644 736 644 460 276 92 276 460 736 828 736 460 276 92 276 460 828 920 828 460 276 92
920 828 736 644 552 460 368 276 184 92 0
（3）锚杆杆体验算
• 钢锚杆杆体的截面面积应按下式确定： As≥Kt· T/fy （a） 或As≥Kt· T/fpt （b） • Kt—— 锚杆杆体的抗拉安全系数，临时性锚杆取 Kt=1.1 ， 永久性锚杆取Kt=1.6； • T ——锚杆的抗拔力设计值（kN)，应按相关的结构设计 规范计算； • fy、fpt——钢筋、钢绞线的抗拉强度设计值（kPa）。
• 本例中锚杆内部配臵6Φ15.2无粘结钢绞线，钢绞线强度 验算： • Φ15.2钢绞线抗拔力设计值为175.14kN/根 • 第一道可回收预应力拉锚（水平间距2.4m）内臵6根钢绞 线，需要抗拔力设计值为 • N=437.06×1.1×1.25/cos25°=663kN<1050.84kN，满足 抗拔要求。
• 国家规程对位移控制锚杆的要求为： • （1）扩大头应埋臵在深远的稳定地层之中； • （2）扩大头应设臵于较密实的砂土、粉土或强度较高压 缩性较低的粘性土中； • （3）锚头至扩大头应全长设臵为自由段。 • 同时规范规定扩大头最小埋深不小于7m。因此在选择扩大 头埋臵土层时，本工程选择⑤粉质粘土层，根据剖面计算 结果及施工经验，第一道锚杆暂定24m，第二道锚杆暂定 27.0m，钢绞线选择6Φ15.2无粘结钢绞线。
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
• 扩大头锚杆的抗拔力值与土质、扩大头埋深、扩大头尺寸 和施工工艺有关，应通过现场原位基本试验确定；无试验 资料时，可按当地类似条件的施工经验类比确定，或按下 式计算，但实际施工时必须经过现场基本试验验证确定。 • T=Tuk/K(K---锚杆锚固体的抗拔安全系数 )
煤矿锚杆支护的作用机理及关键技术浅探
247在煤矿生产活动之中，支护施工是一项非常关键的问题，其施工质量会直接影响到煤矿的生产安全以及生产效率，甚至会对煤矿企业的发展造成直接的影响，也正因如此，煤矿支护施工一直是社会各界较为关注的问题，但想要确保煤矿支护施工的质量，还需要相关工作人员对支护施工的作用机理以及关键技术进行全面的了解，并严格按照相关规范进行操作，如此才能将支护工程的作用充分的发挥出来。
所以，针对相关内容进行深入的研究具有非常重要的显示意义。
1 煤矿锚杆支护的作用机理（1）悬吊作用。
在煤矿锚杆支护工程中，锚杆支护悬吊作用的发挥对于煤矿安全生产具有非常重要的意义，通过锚杆支护不仅可以托住存在脱落风险的岩石，还能将其与结实的岩石固定在一起，并由结实的岩石承受其重力释放，使其重力负担得到消减，进而达到预防岩石脱落，提升煤矿生产安全的目的。
（2）组合梁作用。
锚杆支护还具有组合梁的作用，其可以为煤矿施工提供有效的固定与支撑，而组合梁主要是借助层次不同的梁，构建一种固定结构，可以对较大的压力进行承受，尤其是外部负荷力相对较大的情况下，各层梁板受到压力影响，会出现一定的弯曲，如果是单层梁，非常容易产生断裂问题，而借助锚杆对各层次的梁进行组合，则可以将其组成一个坚固的整体，提升其负荷能力，使压力能够被各层共同承担，确保了煤矿的承压能力。
（3）约束作用。
在煤矿井下，如果围岩存在软弱结构的情况，如弱面、裂隙等，会使围岩强度受到严重的影响，而利用锚杆的约束作用则可以避免围岩体随着弱面结构进行滑动，使围岩的整体性以及安全性得到了相应的保证。
特别是将锚杆和金属锚网以及钢制托盘共同使用时，对于松软破碎的围岩将会产生更强的约束作用。
除此之外，金属锚杆还具备吸能作用，可以将围岩当中储存的弹性应变能削弱，避免围岩出现冲击破坏的情况[1]。
（4）改善围岩应力状态。
在对煤矿进行井下施工时，其井下围岩原有的应力状态将会发生一定的改变，甚至会有剪应力以及拉应力交替出现的情况，这会对巷道围岩结构造成不同程度的破坏。
扩孔型锚杆受力与计算分析
技 术越 来越 多的应 用 与基 坑 工程 及 山体 边 坡 防 护 中 。文 章 阐述 了扩 孔 行 锚杆 设 计 、计 算 原理 、设 计要 点 等 事项 。
的 摩 阻 力 ， 设 计 中 仅 考 虑 岩 、 土 体 与 锚 固 段 锚 固 体 的 摩
阻 力 ；而 扩 孔 型 锚 杆 的 承 载 力 主 要 由三 部 分 组 成 ： （ ）锚 固 段 与 土 体 的 摩 阻 力 。 １
（ ）扩 孔 段 与 土 体 的 摩 阻 力 。 ２
形后 ， 锚 杆 位 移 趋 于 稳 定 。假 设 锚 杆 外 侧 防 护 结 构 刚度 无 限 大 ， 扩 孔 端 头 的 土 体 将 继 续 重 复 土 体 压 缩 一 锚 固 力 增 大 一 土 体 塑 形 变 形 （ 杆 位 移 增大 ） 一土 体 完 成 塑 形 变 形 锚 （ 杆 位 移 趋 于稳 定 ） 。锚 杆 抗 拔 承 载 力 将 周 期 性 增 大 。 锚
、
扩 大 头 锚 杆 作 用 机 理
（ 扩 大头 锚 杆 的受 力组 成 一）
普 通 锚 杆 的 承 载 力 为 锚 杆 锚 固 段 锚 固 体 与 岩 、 土 体
孔 段 的摩 阻 与 扩 孑 端 头 土 体 压 缩 性 能 共 同决 定 。 Ｌ
（ ） 当 扩 孔 端 头 影 响 范 围 内土 体 完 成 塑 性 变 形 后 ， ３ 锚 杆 将 明显 向 外 移 动 ，与 此 同 时 完 成 塑 形变 形土 体 外 围 土 体 ， 在 锚 杆 扩 孔 段 压 力 下 开 始 压 缩 ， 当压 力 进 一 加 大 则 步 此 部 分 土 体 进 入 塑 形 变 形 阶 段 ，当 此 部 分 土 体完 成 塑 形变
扩大头锚杆-土体相互作用数值模拟与分析
扩大头锚杆-土体相互作用数值模拟与分析扩大头锚杆是土体工程中常用的一种加固结构，它能够有效地提高土体的承载力和稳定性。
而土体与扩大头锚杆的相互作用则是影响整体工程效果的重要因素。
为了更好地了解和分析土体与扩大头锚杆的相互作用，可以通过数值模拟来进行研究。
本文将对扩大头锚杆-土体相互作用的数值模拟与分析进行详细阐述。
扩大头锚杆是一种通过在土体中灌注混凝土或钢筋混凝土而形成的承载结构，其扩大头的设计和尺寸会直接影响其与土体的相互作用。
在进行数值模拟分析之前，首先需要对土体和扩大头锚杆的材料特性和几何参数进行准确的测定和建模。
土体的材料参数包括密度、弹性模量、泊松比及抗剪强度等，而扩大头锚杆的几何参数则包括长度、直径、扩大头尺寸和形状等。
通过准确的建模和设定，可以更真实地模拟土体与扩大头锚杆的相互作用过程。
数值模拟是利用计算机对土体与扩大头锚杆相互作用的过程进行模拟和仿真。
通过数值模拟，可以对土体的受力状态、应力分布以及变形情况进行全面的分析和评估。
在数值模拟中，常用的方法包括有限元法、离散元法和边界元法等。
这些方法可以有效地模拟土体与扩大头锚杆的相互作用过程，并具有较高的精度和可靠性。
值得注意的是，数值模拟分析还可以通过不同的边界条件和加载方式来模拟不同的工程情况。
例如在边坡加固工程中，可以模拟土体的自重和外力加载对扩大头锚杆的影响，从而评估扩大头锚杆的加固效果。
这种综合的数值模拟分析方法可以更真实地反映土体与扩大头锚杆的相互作用过程，为工程设计和施工提供重要的参考依据。
对于数值模拟结果的分析和评价是十分重要的。
通过对数值模拟结果的分析，可以了解土体与扩大头锚杆相互作用的受力和变形特征，评估扩大头锚杆的加固效果，并对工程设计和施工提出合理的建议和改进方案。
对数值模拟结果的验证也是十分重要的，可以通过现场试验和观测数据来验证数值模拟结果的准确性和可靠性。
综合上述内容，扩大头锚杆-土体相互作用的数值模拟与分析是一种重要的研究方法，它可以帮助工程师更真实地了解土体与扩大头锚杆的相互作用过程，评估加固效果，为工程设计和施工提供科学依据。
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扩大型锚杆支护结构体系受力机理分析
摘要：根据设计规范分析锚杆受力过程中的影响因素，确定了锚杆的极限承载力主要由锚固体直径及锚固段长度确定。
为了更好的掌握扩大型锚杆支护结构体系受力机理分析，基于大量的试验数据，对扩大型锚杆受力过程进行了分析总结，指出其受力过程大致分为三个阶段：第一阶段为静止土压力阶段，此阶段锚杆位移较小。
锚杆受力变形性能由锚固段的摩阻力决定；第二个阶段为过渡阶段，此阶段之后，锚杆的受力变形性能由扩大头端前土体压缩性能决定；第三个阶段为塑性区压密-扩张阶段，随着岩土体压密强化，扩大头锚固能力有效提高。
关键词：锚杆；扩大头；极限承载力；抗拔力
1 引言
随着我国城市经济建设事业的发展，城市用地日趋紧张，为充分利用土地空间资源，实现可持续发展，基坑支护工程发展迅速，基坑深度越来越深[1]。
基坑支护问题成为目前岩土工程界和学术界讨论的一个热点话题。
伴随基坑支护工程的发展，锚杆支护工程也在大量工程实践中不断丰富发展，对其受力机理的认识也在逐步深入、全面。
适合不同工程条件下的锚杆支护理论也在迅速发展并完善[2]。
目前锚杆支护结构体系主要分为：（1）由锚杆悬吊作用总结出悬吊及减跨理论等；（2）由锚杆挤压和加固作用总结出组合梁、组合拱理论等；（3）综合锚杆的所有作用总结出松动圈支护理论，锚固体强度强化理论，锚注理论，最大水平应力理论，锚杆桁架支护理论等[3-6]。
扩体型锚杆支护体系在锚杆底端或者在锚固段内的任何位置，钻孔施工过程中利用机械或水力等方法进行扩孔，注浆后形成扩大头的锚杆体，锚杆体扩大后，抗拔能力得到有效提高[7]。
目前该项技术逐渐成为岩土工程界提高稳定性及解决复杂岩土工程问题经济、有效的途径之一[8]。
扩体型锚杆支护结构体系的优势：将扩孔扩大至原直径的1-2倍，提高锚固体与岩土体的接触面积，受力更加合理；能够充分挖掘岩土体的能量，调节岩土体自身强度和自承能力，大大减轻结构自重；节约工程材料造价低、经济效益显著；支护稳定性好、基础施工便利。
通过锚杆和浆体的共同作用，加锚后岩土体的组织构造变得更密实，裂隙或孔隙率减少，岩土体的材料参数发生变化，弹
性模量、抗压强拆、内摩擦角和黏聚力有可能提高，渗透系数有可能变小，岩土体内的抗剪和抗滑力大大增强，岩土体内塑性区明显减少。
扩体型锚杆支护结构体系也存在一定劣势：承载能力较低，锚杆锚固段长度设计偏长，经济效益、施工效率、质量控制方面比较欠缺，以上因素制约了预应力锚杆的进一步推广及应用[9]。
目前扩大型锚杆支护结构体系面临的问题：（1）现有锚杆支护理论存在一定局限性，对锚固体的结构特征及作用机理认识还不够全面、准确，且计算难度大；（2）锚杆支护结构与周围岩土体的相互作用规律及效果尚不清楚；（3）锚杆锚固力演变规律的研究比较缺乏。
2 扩体型锚杆支护结构体系受力机理分析
锚杆发挥作用的前提：一是锚杆锚固材料与围岩之间有足够的黏结力；二是锚固段足够长[10]。
锚杆通过杆体和灌浆形成的锚固体与锚固层之间的摩擦作用进行荷载传递，传递机理复杂。
目前在岩土工程中关于锚杆的设计，锚杆的极限承载力与锚杆锚固长度成正比。
计算公式为：
s a u q πDL T = （1）
式中：U T 为锚杆的极限承载力；D 为钻孔直径；a L 为锚固段长度；s q 为注浆体
与岩土体界面上的黏结强度指标。
Barley 教授提出了对应的修正公式为：
s a u q πDL T φ= （2）
式中：φ为与固定长度有关的有效因子。
通过式（1）、（2）知，当地层与施工工艺确定后，s q 即可确定，因此锚杆
的极限承载力主要由D 与a L 确定。
从而优化锚固体的直径及锚杆锚固段的长度
对提高锚杆的承载能力、锚固的经济效益起到关键的作用。
而从经济、技术角度分析，增加锚杆的有效长度提高锚杆的承载能力是受限制的，且材料的性价比较高。
所以最优选择是增加锚固体的直径。
扩大型锚杆的受力组成[11]：普通锚固段锚固体侧壁与周围土体的摩擦力，
扩大头侧壁与周围土体的摩擦力，土体对扩大头端部的正应力。
属于摩擦端压型锚杆。
扩大型锚杆受力过程分为三个阶段：
第一阶段：静止土压力阶段。
锚杆外荷载拉力较小，普通锚固段、扩大头段侧壁受摩阻力，扩大头前端面受静止土压力。
此阶段锚杆位移较小。
锚杆受力变形性能由锚固段的摩阻力决定。
如图1所示。
图1 扩大型锚杆受力破坏过程
第二阶段：过渡阶段。
扩大头侧摩阻力达到静摩阻力峰值后，若锚杆外荷载拉力继续增大，扩大头将开始向前面发生明显位移，扩大头前端面压力开始增大，扩大头端前土体逐渐产生局部塑性区。
若锚杆外荷载拉力持续增大，土体塑性区范围将逐渐扩大并连通形成一个整体。
此阶段之后，锚杆的受力变形性能由扩大头端前土体压缩性能决定。
因土体的压缩变形壁摩阻变形大，该阶段的重要特征是拉力-位移曲线上出现一个拐点，拐点之后的曲线斜率变小，位移增大，这个拐点称为“端压拐点”。
如图2、3所示。
图2 扩大型锚杆受力破坏过程
图3 扩大型锚杆受力破坏过程
第三阶段：塑性区压密-扩张阶段。
端压拐点后，锚杆外荷载拉力继续增大，扩大头向前发生较大位移，塑性区土体受外围土体压力约束，在扩大头的压迫下被压缩，进行应力状态与塑性区范围调整。
当扩大头埋深较大，随锚杆外荷载拉力的增加，土体不断被压密，压密后的土体提供给扩大头的抗力随之增加，锚杆位移趋于收敛稳定。
此时，锚杆外荷载拉力进一步增加，塑性区土体将发生剪胀，塑性区范围扩张，进入新一轮的应力状态分布和塑性区范围的调整过程。
若扩大头埋深足够大或塑性区外围存在较硬岩土层，塑性区调整后将获得更大一级的围压，使塑性区岩土体被压密到与这个围压相对应的更大一级的临界密度，提供给扩大头更大一级的抗力，锚杆将获得更大一级的抗拔力。
锚杆位移将趋于新的收敛稳定状态。
该阶段锚杆的位移特征是拐点后土体将进入塑性区压密-扩张阶段，因扩大头向前位移对土体的压密强化作用，表现在循环加荷载试验中，即在同一外荷载拉力增量级别因前一循环对土体的压密作用使其刚度增大，后一循环的位移减小，位移曲线斜率增大。
对施工锚杆进行测试，测试结果更好的印证了以上观点。
测试锚杆完整出现了上述3个阶段及“端压拐点”（如图4、5所示）。
从图中可以看到，当荷载达
S的拐点，新的塑性变形开始发生。
此时继续增大外荷载到650KN为塑性变形
p
拉力，虽然扩大头部分继续发生前移，但是锚杆的抗拔力不断增加。
当最大实验
荷载达到916KN ，试验压力稳定，锚杆位移、蠕变量满足设计规范要求，锚杆未出现破坏征兆。
在第三阶段，相同的外荷载拉力，前一循环位移曲线斜率明显小于后一循环，其原因是前一循环使扩大头端前土体得到压密，在后一循环变形减小。
图中：Q 表示锚杆拉力；S 表示位移变形；e S 表示弹性变形；p S 表示塑性变形。
图4 试验锚杆S Q -曲线图
图5 试验锚杆p e S Q S Q --,曲线图
3 结论
（1）扩大型锚杆受力过程分为三个阶段：第一个阶段为静止土压力阶段；第二个阶段为过渡阶段；第三个阶段为塑性区压密-扩张阶段。
扩大型锚杆属于端压-摩擦性锚杆。
（2）扩大型锚杆端压力主要受扩大头埋深、岩土体的黏聚力c 和内摩擦角ϕ的影响。
同时，锚固长度越长，扩大头直径越大，锚杆的抗拔力越大。
参考文献
[1] 赵海生.基坑支护可拆型锚杆技术研究及应用[J].岩土力学，2005，26（11）：
1766-1774.
[2] 杨双锁，曹建平.锚杆受力演变机理及其与合理锚固长度的相关性[J].采矿与
安全工程学报，2010，27（1）：1-7.
[3] 侯朝炯，郭励生，勾攀峰等.煤巷锚杆支护[M].中国矿业大学出版社，
1999:7-61.
[4] 侯朝炯，勾攀峰.巷道锚杆支护围岩强度强化机理研究[J].岩石力学与工程学
报，2000，19（3）：365-368.
[5] 侯朝炯.煤巷锚杆支护的关键理论与技术[J].矿山压力与顶板管理，2002,19
（1）：2-5.
[6] 杨双锁，康立勋，钱鸣高.煤矿回采巷道支护-围岩相互作用全过程分析[J].
岩石力学与工程学报，2002，21（增刊）：1978-1981.
[7] 胡建林，张培文.扩体型锚杆的研制及其抗拔试验研究[J].岩土力学，2009，
30（6）：1615-1619.
[8] 程良奎.岩土锚固的现状及发展[J].土木工程学报，2001，34（3）：7-12.
[9] 廖洪钧，吴国维，许世宗.砂土中垂直锥形扩座地锚这锚碇行为[C].第七届大
地工程学术研讨会论文集：金山：[s.n.]，1997:463-470.
[10] 陈建勋，乔雄，王梦恕.黄土隧道锚杆受力与作用机制[J].岩石力学与工程学
报，2011，30（8）：1690-1697.
[11] 曾庆义，杨晓阳，杨昌亚.扩大头锚杆的力学机制和计算方法[J].岩土力学，
2010，31（5）：1359-1367.。