锚索应力分布规律研究及应用
有限元数值模拟法研究预应力锚索锚固段应力分布规律
有限元数值模拟法研究预应力锚索锚固段应力分布规律摘要：岩土锚固在岩土工程领域占有重要地位。
锚固技术包括锚杆、锚喷、锚喷网等多种支护形式。
预应力锚固技术是将锚杆穿过岩土体潜在的滑裂面后打入岩土体中稳定的部分加以固定，并在杆头处施加一定的张拉力，使滑动土体和稳定岩土体形成一个统一的整体。
预应力锚固技术充分地利用了岩土体本身的强度和稳定能力, 经济安全有效，施工方便，可控性较好，被广泛应用于岩土工程支护领域。
关键词：预应力锚固技术；应力分布；迈达引言近年来，岩土锚固技术被大量应用于边坡整治和加固工程中，在很大程度上取代了传统的重力式挡土墙或砂浆和岩石挡土墙；在相当数量的深基坑支挡结构中，代替了原有的水平横撑；在几乎所有的采矿工程，在地下空间的分布挖掘建设，以及木制临时支护结构的支撑中得到了应用。
在其他领域，如深基坑工程，加固大坝工程，结构工程的抗浮，高速公路拓宽工程，地震工程，以及悬索桥锚固等，锚固技术均充分发挥其技术优势。
1.预应力锚固技术的发展锚杆支护是以锚杆为主体的支护结构的总称，它包括锚杆、锚喷、锚喷网等多种支护形式。
其技术就是在土层中斜向成孔，埋入锚杆后灌注水泥或水泥砂浆，依赖锚固体与土体之间的摩擦力，拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆自身强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。
锚固支护技术始于国外。
英国采矿专家受到钉子能钉牢层状木板的启示，发明了用锚杆控制岩层稳定性的支护技术。
当前，我国的预应力锚固技术理论的研究主要集中在锚固段的受力及其传递机理、锚束体与注浆体及注浆体与周围岩土层的粘结应力及其分布、单孔复合锚固技术的研究、锚索本身的使用寿命及使用的长期性等方面。
我国当前的预应力锚固技术的研究和应用已经达到了一个较高的水平。
2.当前预应力锚固技术存在的问题1）理论研究明显滞后于工程应用，理论计算的假定较多，不同学者之间假定方式不同，没有形成比较统一的认定，在实际的工程设计中仍须运用多种方法相互印证；并且工程计算还是以传统的理论公式为主，安全系数相对较大，导致工程造价高，材料浪费。
岩质边坡预应力锚杆(索)应力分布规律及工程应用研究的开题报告
岩质边坡预应力锚杆（索）应力分布规律及工程应
用研究的开题报告
摘要：
岩质边坡的稳定性是岩土工程中的一个重要问题，而预应力锚杆（索）作为一种有效的加固措施得到了广泛应用。
本文主要针对岩质边坡预应力锚杆（索）的应力分布规律及其工程应用进行研究。
在文献综述部分，我们首先介绍了国内外相关学者在岩质边坡稳定性和预应力锚杆（索）方面的研究现状和进展。
通过对相关研究的归纳总结，我们得出结论：预应力锚杆（索）作为一种有效的加固措施，其应力分布规律对于岩质边坡的稳定性具有重要影响，因此对其进行深入研究具有重要意义。
接着，我们介绍了本文的研究内容和研究方法，主要包括岩质边坡稳定性分析和预应力锚杆（索）应力分布规律分析。
在稳定性分析中，我们采用了有限元方法，对岩质边坡在不同边坡角度和不同荷载情况下的稳定性进行了分析；在应力分布规律分析中，我们通过数值模拟和理论分析的方法，研究了预应力锚杆（索）在岩体内的应力分布规律。
最后，我们提出了本文的研究意义和研究目标。
本研究旨在通过对预应力锚杆（索）应力分布规律的研究，为岩质边坡稳定性分析和预应力锚杆（索）设计提供理论基础和实践指导，以提高预应力锚杆（索）在岩质边坡加固中的应用效果。
关键词：岩质边坡；预应力锚杆（索）；稳定性；应力分布规律；有限元方法；数值模拟。
预应力锚索锚固荷载的变化规律及预测模型
2、应力峰值与锚固长度有关
预应力锚索锚固段的应力峰值与锚固长度有着密切的关系。在一定范围内， 随着锚固长度的增加，应力峰值会减小。这是因为随着锚固长度的增加，锚固段 可以更好地分散承载，从而降低了应力峰值。但当锚固长度过长时，应力峰值反 而会增大，这是因为过长的锚固段会导致约束增大，限制了中间部分的自由伸缩。
预应力锚索锚固荷载的变化规律
1、温度影响
预应力锚索锚固荷载在不同温度下会产生不同的变化。一般来说，随着温度 的升高，锚固荷载会略有降低，这主要是因为高温会导致混凝土徐变和蠕变增加， 从而影响锚固效果。相反，随着温度的降低，锚固荷载会有所增加，这可能与低 温下混凝土的收缩和冷缩减小有关。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、湿度影响
在预应力锚索中，锚固段的应力分布受到多种因素的影响，如材料性质、锚 固长度、锚固方式等。通过理论分析和实践应用，我们可以得出以下规律：
1、应力分布不均匀
预应力锚索锚固段的应力分布并不均匀，呈现两端高、中间低的趋势。这是 由于锚固段的两端受到约束，无法自由伸缩，而中间部分则可以自由伸缩，因此 应力相对较低。这种现象在工程实践中得到了验证，如桥梁工程中的体外预应力 锚索，其锚固段的应力分布也呈现出类似的规律。
1、实验方案
为了验证预测模型的准确性和实用性，设计了一系列实验进行测试。实验中， 对预应力锚索进行加载，并实时记录锚固荷载的变化。同时，通过控制变量法， 分别考察不同因素（温度、湿度、时间、预应力等）对锚固荷载的影响。
2、实验数据采集
在实验过程中，对预应力锚索的锚固荷载进行了实时监测和记录。在不同因 素条件下，收集了大量的数据。
3、实验结果分析
通过对实验数据的分析，发现预测模型能够较准确地预测不同因素条件下预 应力锚索锚固荷载的变化。模型的预测结果与实际测试数据的误差较小，具有较 高的实用价值。
拉力型锚索锚固段周边岩体的应力分布
拉力型锚索锚固段周边岩体的应力分布拉力型锚索锚固段周边岩体的应力分布是一个非常关键的问题，对于锚固的稳定性和安全性具有重要意义。
在锚固段周围，由于锚索集中拉力的作用，会导致岩石的应力分布不均衡，容易出现开裂、滑动等情况，因此需要对其进行合理的应力分析，以便更好地保障锚固结构的稳定性。
通常情况下，拉力型锚索锚固段周边岩体的应力分布会表现为一种固定的力学模式，即拉力型力学模式。
在该模式下，岩石的应变主要是由于拉伸力引起的，因此可以把拉力型锚索锚固段视为一个均匀的、无限长的拉伸体系。
在这种情况下，应力的分布主要受到以下几个因素的影响：1.锚索材料和截面积大小拉力型锚索的材料和截面积大小直接影响着锚索的拉力和接触岩体的力度，因此会直接影响到岩体的应力分布。
一般来说，锚索材料要选用高强度、耐腐蚀的材料，并配以适当的截面积大小。
2.锚固段周边岩石的物理性质锚固段周边岩石的物理性质包括其弹性模量、泊松比、内摩擦角等因素。
这些因素会直接影响到岩石的变形程度和应力分布情况，因此需要进行适当的调整和控制。
3.锚索布置方式和密度锚索的布置方式和密度也对周边岩体的应力分布产生了一定的影响。
一般来说，锚索的布置要尽量均匀、合理，避免存在明显的区域差异。
同时，应根据周边岩体的力学特征，选择适当的锚索密度。
4.施工过程中的影响除了以上因素外，施工过程中的因素也可能对锚固段周边岩体的应力分布产生影响。
因此，在锚固结构设计和施工过程中，需时刻关注这些因素，及时采取措施进行调整和优化。
总之，拉力型锚索锚固段周边岩体的应力分布是一个较为复杂的问题，需要考虑多个因素的综合影响。
只有通过严谨的力学计算和分析，结合实际施工情况，才能保证锚固结构的安全稳定。
预应力锚索锚固段钢绞线应力分布研究
钢绞线应力传递和分布的规律 ； 结合长期监 测 ， 分析 了锚 固段钢绞线 应力损失 情况 以及 张拉锁定 前后锚 固段钢绞 线应 力分布调整的规律 。研究应用表 明， 磁通量传感器技术可作为锚索基本试验等各 种试 验 中钢绞线 应力分布检 测 的一种有效的方法。 关键词 ： 预应力锚索 ； 锚固段 ； 钢绞线 ； 应力分布 ； 磁通量传 感器技术
１ ６
探矿 工程 （ 岩土钻 掘工 程 ）
２ ０ １ ３年 第 ４ ０卷第 ７期
预应力锚 索锚 固段钢绞线应 力分布研究
王 全 成 ，杨 栋 ，严君 凤
（ 中国地质科学院探矿工艺研 究所， 四川 Ｉ成都 ６ １ ０ ０ ８ １ ）
摘
要： 使用磁通量传感器对拉力集中型预应力 锚索锚 固段钢 绞线应力 分布进行 研究 ， 分析 了预应力锚 索锚 固段
中 图分 类 号 ： Ｐ ６ ４ ２ ． ２ ２ ； Ｕ ６ ４ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２— ７ ４ ２ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７— ０ ０ １ ６— ０ ３
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ Ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｓ ｔ ｒ ａ ｎ ｄ ｆ ｏ ｒ Ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＰ ｒ ｅ － ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ Ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｒ Ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ／ Ｗ Ａ Ｎ Ｇ Ｑ ｕ ａ ｔ ｒ —
１ 开展 研 究的意 义
过对锚 固体 系 内部应 力 分 布 的研 究 ， 合 理 确 定 锚 固 段长 度 。同时 ， 通 过试 验研究 ， 提供 一种 快速 合理 的 确定 锚 固段 长度 的有 效 手 段 ， 并 对 锚 固体 系 内部应
压力型锚索锚固段应力分布规律及锚固段设计
Ｄｉｔｉｕｉｎ ｏ ｔｅ ｓ ｓ ｏ ｏ ｄ ｄ ｌｎ ｔ ｆｐ ｅ ｓ —ｔ ｐ ａ ｌ ｎ ｓ ｒ ｔ ｆｓｒ ｓ ｅ ｎ ｂ ｎ ｅ ｇ ｈ ｏ ｒ ｓ ｕ ｅ — ｙ ｅ ｃ ｂｅ ａ ｄ ｂ ｏ ｅ ｒ
ｌｎ ｔ ｆ ｒ ｓ ｕ ｅ—ｔ ｐ ａ ｌ ｅ ｅ ｄ ｒ ｅ ．Ｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒｓ ｃ ｏ ｅ ｓｒ ｓｅ ｉｔ ｂ ｔ ｎ ａｏ ｇ ｔ ｅｌ ｎ ｈ ｏ ｎ ｅ ｇｈ ｏ ｅ ｓ ｒ ｐ ｙ ｅ ｃ ｂ ｅ ｗ ｒ ｅ ｖ ｄ ｈ ｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉ ｆ ｈ ｔ ｓ ｓｄ ｓｒ ｕ ｉ ｌ ｎ ｈ ｇ ｆ — ｉ ｔ ｔ ｅ ｉ ｏ ｅｔ ａ
雷金 山 ， 阳军 生 ， 秀竹 ， 杨 王安 正
（ 中南大 学 土木 建筑 学 院 ， 南 长 沙 ４０ ７ ） 湖 １０５
摘 要： 根据 Ｍ ｎｌ ｉｄｉ ｎ问题的位移解和弹性力学理论 ， 于变形协调假定 ， 出了压力型锚 索锚 固段 粘结应 力和轴力分布 弹 基 导
性理论解 。采用岩质边坡 条件 下的参数 ， 对锚 固段 应力分布进行 了计算 ， 总结 了软 岩条件 下锚 固段 应 力分布特征 ， 并具体 分析 了锚 固体半径对应力分布的影响 ， 出在设计 中可 以利用应 力分布弹性理 论解计 算得到 的应力 分布曲线和 应力峰值 提 进行锚 固段设计的思路 ， 为压力型锚 索的设计计算提供 了一种参考依 据。
ｄ ｆｒ ｎ ｅ—ｃ ｎ ｉ ｅ ｔ ｒｍｉ ｔｅｅａ ｔ ｏｍｕａ ｒｄｓ ｂ ｔ ｎ ｆ ｈ ａ ｔ ｓ ｎ ｏｍａ ｔｅｓｏ ｏ ｄ ｄ ｅｏｍａ ｃ ｏ ｓ ｔｎ ｅ ｓ ｓ ｐ ｅ， ｈ ｌｓｉ ｆｒ ｌｓｆ ｉｔ ｕｉ ｓｏ ｅ ｒｓｒ ｓａ ｄｎ ｒ ｌｓ ｓ ｎｂ ｎ ｅ ｃ ｏ ｉ ｒ ｏ ｓ ｅ ｒ
锚固应力分布
锚固应力分布
锚固应力分布是指在材料中施加锚固力后，锚固点周围的应力分布情况。
锚固应力分布的研究对于工程结构的设计和安全评估具有重要意义。
在一般情况下，锚固应力分布可分为三个区域：锚固点附近的高应力区、过渡区和受力区。
高应力区是指锚固点附近应力集中的区域，通常是由于锚固装置的刚性导致的。
过渡区是指从高应力区到受力区过渡的区域，应力逐渐减小。
受力区是指远离锚固点的区域，应力较为均匀。
在高应力区，由于应力集中，材料容易发生破坏。
因此，在设计锚固装置时，需要考虑高应力区的强度，并采取相应措施，如增加锚固点的直径或改变锚固装置的形式，以减小应力集中。
过渡区是锚固应力逐渐减小的区域，其大小与锚固装置的刚性有关。
刚性越大，过渡区越小。
在设计中，需要根据具体情况合理选择锚固装置的刚性，以控制过渡区的大小。
受力区是远离锚固点的区域，应力较为均匀。
在这个区域内，锚固应力的分布可以近似为线性分布。
因此，在设计中，可以根据受力区的应力分布来选择合适的材料和结构形式。
总的来说，锚固应力分布的研究对于工程结构的设计和安全评估非常重要。
通过合理设计锚固装置，可以减小高应力区的应力集中，
提高结构的安全性和稳定性。
同时，还可以根据锚固应力的分布来选择合适的材料和结构形式，以满足工程结构的要求。
预应力锚索锚固段剪应力分布特性研究
ｄ ｓｒ ｕ ｉ ｎ ｌｗ ｌｎ ｈ ｅ ｇｈ ｄｒ ｃ ｉｎ Ｔ ｅｓ ａｔｄ ｓ ｉ ｕ ｉｎ ｃ ｒｅ ｆｔ ｅｓ ｅ ｒｓ ｅ ｓａｏ ｇ ｔ ｅ ａ ｃ ｏ ｅ ｅ ｔ ｎ ｗ ｒ ｉ ｉ ｔ ａ ａｏ ｇ ｔ ｅ ｌｎ ｔ ｉ ｔ ． ｈ ｈ ｆ ｉｔ ｂ ｔ ｕ ｖ ｓ ｏ ｈ ａ ｔ ｓ ｎ ｈ ｎ ｈ ｒ ｄ ｓ ｃ ｉ ｅ ｅ ｔｂ ｏ ｅ ｏ ｒ ｏ ｈ ｒ ｌ ｏ
煤
炭
工
程
预 应 力锚 索锚 固段 剪应 力分 布特 性 研 究
谷拴成 ，邵红旗 ，种建涛
（ 西安科技 大学 建 筑与土木 工程学院 ，陕西 西安 ７ ０５ ） １０ ４
摘 要 ：基 于弹性理 论 ，利 用 弹性 半 空 间 体在 边 界 上 受 法 向 集 中力 作 用 的布 西 内斯 克应 力
关 键词 ：弹 性力 学 ；预 应 力锚 索 ；锚 固段 ；剪应 力分 布
中图分类 号 ：Ｔ ３ ０ １ Ｄ ５ ． 文 献标 识码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ７ — ９ ９ ２ ０ ） １ ０ ７０ ６ １ ０ ５ （０ ８ １ － ６ －３ ０
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ａ ｉ ｇ ｓｒ ｓ ｉｔ ｂ ｔｏ ｅ ｔ ｒ ｆｐｒ － ｔ ｅ ｓ ｄ ｎｃ ｏ ｎ ｈ ｒ ｄ ｓ ｃ ｏ ｔ ｄ ｎ ｓ ｅ ｒ ｎ ｔｅ ｓ ｄ ｓｒ ｕ ｉ ｎ ｆ ａ ｕ ｅ ｏ ｅ—ｓｒ ｓ ｅ ａ ｈ ｒ ａ ｃ ｏ ｅ ｅ ｔ ｎ ｉ ｓ ｉ
际 的结 论 。
同，但对于剪 应力不 均匀 分布 的具体形 式 ，却存 在不 同 的
结论 。利 用变位 一剪应 力理论 关系 推导或 进行 有限元 分析 得到的结 论是 锚固段剪 应力 在起 点处最 大 ，向后逐渐减小 ，
水利水电工程预应力锚索施工技术的发展与应用
• ①锚固段应力集中： 拉力型锚索锚固段前段为拉应力集中区，并逐 渐衰弱至后段，易产生剪切破坏。压力型锚索锚固段底部为压应力 集中区，易致锚固体压裂破坏。 • ②锚索腐蚀（地下水对锚索钢绞线的侵蚀）： a) 拉力型锚索锚固段 的钢绞线是裸露的，存在被地下水侵蚀的可能性。 b) 在拉力型锚 索体外套上“波纹管”制成“双层保护式”锚索，依然避免不了地 下水对锚固段钢绞线的侵蚀。 c)压力型锚索在钢绞线外穿上 保护套，将钢绞线与地下水隔离开，在很大程度上对钢绞线起到了 保护作用，但地下水可从钢绞线端头对其进行侵蚀。 • ③有粘结钢绞线需二次注浆问题：采用有粘结钢绞线的锚索注浆须 采用二次注浆工艺，即在锚固段附近卡塞先进行锚固段注浆，在候 强张拉后再进行自由段注浆。采用此工艺不仅锚固质量不易得到保 证，而且锚索注浆工效低，注浆施工亦不方便。
• 2.2 预应力锚固体系的研制取得突破
• 为满足水利水电等施工领域永久锚固的需要， 四川准达岩土工程公司研制开发了自由式拉压 复合型预应力锚索、自由式单孔多锚头防腐型 预应力锚索，增强了预应力锚索对破碎软弱等 复杂地层的适应性。
• 2.3 大吨位、大口径、超深孔锚索施工 水平日益提高
• 预应力锚索载荷大多为1000～3000KN。八十年代后期， 丰满电站提高到6000KN；九十年代，石泉电站锚索载 荷提高到8000KN；二十世纪末，李家峡锚索吨位提高 到10000KN。 • 在锦屏一级电站边坡岩体破碎、深部裂隙发育等不利 地质条件下，四川准达岩土工程公司施工完成了深达 120m 的 3000KN 级自由式单孔多锚头防腐型预应力锚 索以及深达 80m 、 Φ 220 大口径的 5000KN 级自由式单 孔多锚头防腐型预应力锚索。
• 龙羊峡水电站中、深、底孔泄洪道闸墩锚索；岩滩、 安康、小浪底和葛洲坝等水电站闸墩锚索。 • 隔河岩水电站压力引水隧洞环锚；小浪底三条排沙洞 锚索。 • 小浪底等电站地下厂房锚索。 • 锦屏一级电站、瀑布沟电站、紫坪铺水利枢纽工程、 西藏金河水电站、云南小湾电站、西藏直孔水电站、 西藏羊湖水电站等工程边坡采用了1000KN ～ 3000KN ～ 5000KN 级自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索进行加 固处理。
可回收式预应力锚索作用机理及施工力学研究
可回收式预应力锚索作用机理及施工力学研究关键词：岩土体；预应力锚固；作用机理；施工力学前言：在岩土体的施工中，为了能够保证土体下方的地层能够与施工所采用的加固物保持完美结合，需要通过锚固技术对其进行压应力的施加，从而使其成为全新的复合结构体，避免其在使用过程中出现变形、位移。
在开展锚固技术时，需要结合岩土体自身的稳定性进行预应力锚索的选择，而锚索本身的特性也成为了施工团队进行锚索选择的主要依据。
在开展施工之前，需要优先完成锚索施力情况的判断。
一、可回收式预应力锚索的作用机理分析（一）岩土体加固机理分析应用锚索对岩土体进行锚固施工，能够对岩土体产生强化，再借助一定的技术手段实现锚杆支护。
在相关的技术机理中，常见的机理主要有悬吊作用、连续压缩等具有代表性的施工机理。
通过不同的机理选择，能够达到不同的加固效果。
其中，悬吊作用激励是指在锚索加固过程中，施工人员选取相对不稳定的岩土体，将锚索通过上方选调的方式，深入到深层的岩土体中，使锚索与稳定岩土结合，避免出现离层滑脱现象。
这种锚固机理主要应用与地层较深的岩土体锚固之中。
与之不同的连续压缩锚固机理则主要应用于拱形洞之中，在拱形洞内，部分岩土体会出现破碎区，为了保证洞内洞壁具有较强的支撑力，工程施工需要将锚索的敢提搭建成圆锥形，用以承受压应力[1]。
而在具体的施工当中，为了保证洞内围岩形成的压缩带始终处于均匀状态，施工人员需要依据一定的锚杆间距进行锚杆群布设，各个锚杆之间相互交错，从而形成压应力的承压拱，以此来承受拱形洞上方的破碎岩石所带来的景象载荷。
（二）可回收式预应力锚索的机理特殊性分析以往在施工当中选择的普通预应力锚索，主要是自由式拉力型锚索。
这种锚索由钢筋、注浆体、绞线、外锚头等部件共同构成。
在受力过程中，钢筋以及绞线会通过张拉的方式实现剪应力的传递，再将力传输至注浆体内部，最后由注浆体经过外锚头完成剪应力的传出。
而本文所研究的可回收式锚索，则是在传统锚索之上增加波纹套管、固定台座以及承载体等部分，而钢绞线、注浆体和外锚头则保持不变。
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Ｏ点 的 距 离 。
Байду номын сангаас
且锚 固段与岩体 的变形都处 于弹性状 态 ， 而锚 固段 在 沿ｚ 轴方 向对 岩体 产 生 的剪应 力 是 （ ） 那 么 ｔ ） ｚ， ｒ （ 所 引起 的锚 固外 端 ０点 的位移就 应 等于锚 固段总 的
伸 长 量 。 即
当 自由段 摩擦 阻力 较小 时 ， 根 多循 环 张 拉 能 单 使得各 钢 绞线受 力 均 匀 ， 时 拉 力分 散 型 各 锚 固段 这
２ １ 年第 ６ ０１ 期
中 州煤 炭
总第 １６期 ８
锚 索 应 力 分 布 规 律 研 究 及 应 用
张 龙 江
（ 煤 矿 业 集 团公 司 双 鸭 山 分 公 司新 安 煤 矿 ， 龙 江 双 鸭 山 １ ５ ３ ） 龙 黑 ５ １ ８
摘 要 ： 索支 护技 术 的 成 功 推 广 应 用 ， 降 低 了支 护 成 本 、 高 了矿 区巷 道 支 护 可 靠 性 ， 简 化 了工 作 面 两 巷 锚 既 提 又 超 前 支 护 工 艺 ， 进 了安 全 高 效 发 展 。 由开 尔文 问题 的位 移 解 ， 导 出 了内 部锚 固 型 锚 固段 的 剪 应 力 以及 轴 促 推 力 分 布 规 律 。 在 此 基 础 上 讨 论 拉 力分 散 锚 固型 锚 固段 的 应 力 分 布 及 其 受 力 特 征 ， 指 出其 优 缺 点 及 其 适 应 并 条 件 。运 用 锚 杆 、 索 作 用 机 理 和 顶 板 破 坏 机 理 ， 析 在 采 矿 中锚 索设 计 和 施 工 过 程 中存 在 的 问题 ， 提 出 锚 分 并 合 理 解决 对 策 。 关 键 词 ： 应 力 锚 索 ； 力 分 布 ； 护 工 艺 预 应 支 中 图 分 类 号 ： Ｄ ５ Ｔ ３３ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ３— ５ ６ ２ １ ）６—００ ０ １０ ０ ０ （０ １ ０ ０７— ３
锚 索将 受 剪断 折 。而小 孔径 锚索用 于 煤层巷 道加 强 支护效 益 显著 。
１ 锚 索 锚 固段 的应 力分 布 分 析
预应 力锚 索根 据结 构可 分 为锚 固段 和 自由段 ２ 部分 。 当锚 固段远 离 岩 体 表 面 时 ， 会使 现 场 的测 试 难度增 加 ， 以讨论 内部 锚 固型 锚 固段应 力 分 布 的 所 不多 。通 过开 尔文 问题 的位 移解 ， 知 内部 锚 固型 可 锚 固段 所 受拉 力 的应力 分布 规律 ， 同时 ， 分析 预应 来 力锚 索锚 固段 的受 力 特 征 及 影 响 其锚 固力 的因 素 ， 并 提 出合理 方法 来优 化锚 固结 构设 计 。
Ｓｔ ｄ ｎ Ｓ ｒ ｓ ｉｔ ｉ ｕｔｏ ｗｓ ｏ ｎ ｈ ｒ Ｃａ ｅ ａ ｔ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｕ ｙ ｏ ｔ ｅ ｓ Ｄ ｓ ｒｂ ｉ ｎ Ｌａ ｆＡ ｃ ｏ ｂｌ ｎｄ Ｉｓ Ａ ｐｌ ｔｏ ｃ
Ｚ ａｇＬ ｎｊ ｎ ｈ ｎ ｏ ｇｉ ｇ ａ
（ ｉ ａ ｏ ｌ ｎ ，ｈ ａ ｇ ａ ｈ ｎＢ ａ ｃ ，ｏ ｇ ｅ Ｍｉｉ ｒｕ ｏ ， ｔ． Ｓ ｕ ｎ ｙ ｓ ａ １ ５ ３ ， ｈｎ ） Ｘ ｎ ｎ Ｃ ａ ｅ Ｓ ｕ ｎ ｙ ｓ ａ ｒ ｎ ｈ Ｌ ｎ ｍ ｉ ｎ ｇ Ｇ ｏｐ Ｃ ． Ｌｄ ，ｈ ａ ｇ ａｈ ｎ ５ １ ８ Ｃ ｉａ Ｍｉ ｎ
果 的地方 ， 采用 预 应 力 锚 索 是 一条 有 效 的措 施 。巷 道上 覆各 煤岩 层 的运动 、 变形 ， 因各层 面岩 性不 同而 造成 层 面间 的相对 位移 ， 直接作 用 于锚索 ， 非连 并 在
自承 潜力 ， 节 和提 高岩 土 的 自身 强度 和 自稳能 力 ， 调 不仅 降低 了支护成 本 、 高 了矿 区巷道 支护 可靠 性 ， 提 而且 简化 了工作 面 两 巷超 前 支 护 工 艺 ， 进 了其 安 促 全高 效发 展 。但 就 其设 计 理 论 来 说 ， 响预 应 力 设 影 计 的一些 关键 问题 还存 在争 议 ， 因此 ， 阶段 有关 预 现 应 力锚 索 的设 计都 是 一些 很 粗 略 的简 化 计 算 方 法 ， 有待 进一 步完 善 。 矿用 锚索 施工 简单 ， 用性 强 ， 适 是矿 山井 巷 工程
其 为 开 尔 文 问 题 。
Ｏ、
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（ ） 固分段的剪应 力分 布 ａ 锚
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，
图 １ 开 尔 文 问题 计 算 简 图
（ ）拉力分散型锚 固结构的剪应力分布 ｂ
开 尔 文 问 题 沿 ｚ 向 的位 移 为 方
［
一 ＋］ 十嘉 去
（ 拉力集 中型锚 固结构的剪应力分布 ｃ）
．
力岩 石锚 索是 一种 有效 的支 护 手 段 ， 围岩 较 差 或 在 受采 动影 响 大的煤 巷 、 大硐 室 、 大断 面巷 道 、 开切 眼 、 交 叉 点及 构造 带等 需要 加 大支 护长 度 和提高 支 护效
收稿 日期 ：２ １ ０ ０ １— ３—１ １
作者 简 介 ：张 龙 江 （ ９ ３ ） 男 ， 龙 江 富 锦 人 ， 程 师 ，９ ８年 毕 １７ 一 ， 黑 工 １９ 业 于 黑 龙 江 矿 业 学 院 ， 任 新 安 煤 矿 副 总工 程 师 。 现
Ｋｅ ｙｗｏｒ ｄｓ： ｒ ｓｒ ｓ ｄ ａ ｃ ｏ ａ ｅ； ｔｅ ｓｄｉｔｉ ｔｏ ｓ ｐｏ ｎｇ ｔｃ ｉｓ ｐ ｅ ｔｅｓｅ ｎ ｈ ｒｃ ｂｌ ｓｒ ｓ ｓｒｂｕ ｉｎ；ｕｐ ｓｉ ｅ ｈｎｃ
近年 来 ， 预应 力 锚 索 加 固技 术 已经广 泛 应 用 于
矿井 建设 中 … 。 预应 力 锚 索 能 充 分 地 发 挥 岩 体 的
＇ ．
２ １ 年第 ６ ０１ 期
中 州煤 炭
总第 １６期 ８
１ １ 在 内部锚 固型锚 固段 方面 的应 力分布 弹性 解 ．
由先前 单 一集 中拉 力 型 的结 构 发 展 到 拉 力 分散 型 、 压缩 集 中／ 散 型 、 压 混 合 型 锚 索 等 较 多 锚 固结 分 拉 构 。拉力 分散 型锚 索 的锚 固结 构及 剪应力 分 布如 图
假 设 锚 固段 自锚 固 外 端 点 ０ 开 始 是 半 无 限 长 ，
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式 中 ， Ｐ 为第 ｉ 锚 固力 ；。 第 ｉ 锚 固外 端 点 与 段 ｚ为 段
２ 图 ３所 示 。 、
锚 索 锚 固段 离 岩体 表 面 比较远 ， 力 分 析 上可 受
被认 为 位于无 限体 中 ， 不 受 表 面边 界 的影 响 。另 且 外， 假设 岩 体 与 黏 结 材 料 是 性 质 相 近 的 弹 性 材 料 。
在 无 限体 内 ， Ｏ受 到来 自集 中力 Ｐ作用 （ １ ， 点 图 ） 称