锚杆支护及其应用分析
锚杆支护作用原理
锚杆支护作用原理
锚杆支护是一种常用的地下工程支护方法，其作用原理基于以下几个方面。
1. 承载荷载：锚杆通过固定在岩体内部形成的锚固力，能够承受地下工程所受到的荷载。
锚杆的材料通常具有较高的强度和刚度，能够有效地分担工程荷载，保证工程的安全性。
2. 抵抗岩体变形：地下工程常常面临着岩体的变形和位移，而锚杆可以通过锚固作用，将围岩与锚杆连接起来，从而抵抗岩体的变形。
锚杆与岩体之间形成的摩擦力和粘结力可以有效地限制围岩的位移，保持地下工程的稳定性。
3. 分散应力：锚杆在岩体中形成的锚固力可以通过锚杆的延伸长度将应力传递到岩体的较深层次，进而分散应力，减小地下工程周围的应力集中。
这样可以有效地减少岩体破坏的可能性，增加地下工程的承载能力。
综上所述，锚杆支护通过承载荷载、抵抗岩体变形和分散应力等作用原理，能够保证地下工程的安全性和稳定性。
《锚杆支护技术》课件
输标02入题
加强锚杆支护技术的实验研究，通过模拟实际工程条 件下的锚杆受力状态和岩土变形情况，揭示锚杆与岩 土体之间的相互作用机制。
01
03
结合现代信息技术和数值计算方法，开发智能化的监 测系统和数值模拟软件，实现锚杆支护技术的信息化
和智能化。
04
探索新型的锚杆材料和加工工艺，提高锚杆的承载能 力和耐久性，以满足更高要求的岩土加固工程需求。
施工简便
锚杆支护施工工艺相对简单， 不需要大型机械设备，可以大
幅缩短工期。
锚杆支护技术的局限性
地质条件限制
锚杆支护的效果受地质条件影响较大 ，对于复杂的地质结构，可能需要更 精确的设计和施工方法。
材料要求高
锚杆支护对材料的要求较高，需要高 质量的钢材和特殊的锚固剂，增加了 材料成本。
施工质量影响大
锚杆的工作原理主要基于摩擦力和粘结力。通过锚杆与岩土体之间的摩擦力和粘 结力，将岩土体紧密地连接在一起，形成一个整体，提高岩土体的承载能力和稳 定性。
锚杆的受力分析
锚杆的受力分析主要包括拉拔力和剪切力两个方面。拉拔力 是指锚杆受到的垂直于杆轴向的力，剪切力是指锚杆受到的 沿着杆轴向的力。
在锚杆支护技术中，需要根据岩土体的性质和工程要求，对 锚杆的受力进行详细的分析和计算，以确保锚杆能够满足工 程需求，并保证工程的安全性和稳定性。
锚杆支护技术具有施工简便、快速、安全可靠 等优点，适用于各种复杂地形和地质条件的岩 土加固工程。
锚杆支护技术在实际应用中需根据工程地质条 件、环境因素和工程要求进行合理的设计和施 工，以达到最佳的加固效果。
对未来研究的建议与展望
进一步研究锚杆支护技术的理论体系，完善锚杆设计 计算方法和施工工艺，提高锚杆支护技术的可靠性和
隧道施工中的围岩锚杆支护技术和施工要点探讨
隧道施工中的围岩锚杆支护技术和施工要点探讨在隧道工程中，围岩锚杆支护技术是一项重要的工程措施。
它能够稳定围岩，保障隧道施工的安全和顺利进行。
本文将对隧道施工中的围岩锚杆支护技术和施工要点进行探讨。
一、围岩锚杆支护技术的介绍围岩锚杆支护技术是指在隧道施工过程中，使用锚杆固定围岩，增加其稳定性和承载力的一种方法。
该技术通常在施工工序中，通过钻孔将锚杆插入岩体内，并注入砂浆将锚杆与岩体连接，从而达到支护作用。
围岩锚杆支护技术的优点主要有以下几个方面：1. 提高围岩的稳定性：通过锚杆与岩体的连接，能够有效地增加围岩的稳定性，防止其塌方和滑动等不稳定现象的发生。
2. 增加围岩的承载力：围岩锚杆的使用能够增加围岩的承载力，使其能够承受更大的荷载，提高隧道的使用寿命。
3. 提高施工效率：围岩锚杆支护技术可以在较短的时间内完成施工，因此可以提高施工效率，节约时间和成本。
二、围岩锚杆支护技术的施工要点在进行围岩锚杆支护技术施工时，需要注意以下几个要点：1. 岩体质量评估：在进行围岩锚杆支护技术前，需要对岩体的质量进行评估。
通过岩体钻孔取样和岩体勘探等方式，判断岩体的结构和强度等信息，以便选择合适的锚杆规格和施工工艺。
2. 锚杆的选择和布设：根据岩体质量评估的结果，选择合适的锚杆规格，并合理布设锚杆。
锚杆的布设应考虑围岩的力学特性和工程的实际情况，保证锚杆与岩体的连接牢固。
3. 施工工艺控制：在进行围岩锚杆支护技术的施工过程中，需要严格控制施工工艺。
施工人员应按照规范要求进行孔洞钻进、锚杆安装和注浆等操作，确保施工质量和工艺效果。
4. 质量检测和验收：施工完成后，应进行质量检测和验收。
通过检测围岩的稳定性、锚杆与岩体的连接质量和注浆效果等指标，确保围岩锚杆支护技术的有效性和可靠性。
三、围岩锚杆支护技术在隧道施工中的应用围岩锚杆支护技术在隧道施工中应用广泛，特别适用于以下几种情况：1. 多裂缝、弱结构围岩：对于具有多裂缝和弱结构的围岩，采用围岩锚杆支护技术可以加强其稳定性，防止裂缝扩展和塌方。
煤巷高强预应力锚杆支护技术与应用
煤巷高强预应力锚杆支护技术与应用在煤矿开采过程中，巷道支护是保障矿井安全的重要措施之一。
其中，煤巷高强预应力锚杆支护技术因其具有的高强度、高刚度和高稳定性而得到了广泛的应用。
本文将围绕煤巷高强预应力锚杆支护技术的原理、特点、应用及探讨等方面进行阐述。
煤巷高强预应力锚杆支护技术是一种以锚杆为主体，通过施加预应力，将锚杆与巷道围岩牢固地连接在一起，以提高巷道围岩的稳定性和完整性的一种支护方法。
该技术具有以下特点：高强度：通过采用高强度材料和先进的加工工艺，确保锚杆具有较高的抗拉强度和延伸率，能够承受较大的围岩压力。
高刚度：高强预应力锚杆支护技术通过施加较大的预应力，使锚杆与围岩紧密接触，形成整体受力结构，提高了巷道的整体刚度。
高稳定性：由于高强预应力锚杆支护技术的自锁性能较好，能够有效避免围岩的变形和破坏，保证了巷道的稳定性。
煤巷高强预应力锚杆支护技术的应用主要涉及以下几个方面：施工工艺：在煤巷施工前，需要根据地质条件和工程要求制定详细的施工方案。
在施工过程中，需要严格控制锚杆的加工、安装和张拉等环节，确保锚杆的质量和安装效果。
监测与维护：在煤巷高强预应力锚杆支护技术的应用过程中，需要对巷道进行实时监测，及时掌握巷道的变形和受力情况。
针对出现的问题，采取相应的维护措施，确保巷道的安全稳定。
煤巷高强预应力锚杆支护技术的研究和应用对于提高矿井的安全性具有重要意义。
在实际应用中，需要结合工程实际，从施工工艺、监测和维护等方面入手，不断优化技术方案，提高支护效果。
需要新技术的应用和发展，积极引进和创新先进的支护技术，以适应不断变化的矿山环境。
煤巷高强预应力锚杆支护技术以其高强度、高刚度和高稳定性的特点，在煤矿开采中得到了广泛应用。
为了保证矿井的安全和稳定，我们需要不断加强对该技术的研究和应用，以期为煤矿的安全生产提供更加有力的保障。
随着矿井开采深度的增加，采煤工作面回采巷道处于高应力软岩环境中，巷道围岩稳定性控制成为煤矿生产中面临的重要问题。
煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析
煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析随着我国经济的高速发展，煤矿资源的开采也日益增加。
煤矿掘进巷道是煤矿开采的重要环节，巷道的稳定与安全直接关系到煤矿生产的顺利进行。
巷道支护作为煤矿发展领域中的关键技术之一，其应用与分析对煤矿生产的安全、高效进行具有重要意义。
本文将围绕煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析展开讨论。
一、煤矿巷道支护方式介绍1. 传统支护方式传统的煤矿巷道支护方式主要是采用木桩支护、煤矿喷浆支护等方式。
这些支护方式存在材料消耗大、效果不稳定等问题，不能满足现代化煤矿的需要。
为了解决传统支护方式存在的问题，越来越多的煤矿开始采用锚杆支护方式。
锚杆支护是在巷道顶板和侧墙采用锚杆进行固定，形成一个整体的支护结构，能够有效地增强巷道的稳定性和承载能力，提高煤矿巷道的安全性和工作面的开采效率。
二、锚杆支护方式的应用1. 巷道顶板支护煤矿巷道的顶板是最容易发生事故的地方，传统的木桩支护对顶板的支撑效果并不理想。
而采用锚杆支护可以在巷道顶板进行锚杆的预埋，再与搭设的锚杆支架相结合，形成一个坚固的支撑系统。
这种方式不仅可以增加巷道的稳定性，还可以避免顶板的坍塌事故的发生。
巷道侧墙是煤矿巷道支护的另一个重点，其稳定性直接关系到巷道整体的安全性。
采用锚杆支护方式可以通过预埋锚杆，再与侧墙支护材料结合，形成一个坚固的支撑结构。
这种支护方式不仅可以增加巷道侧墙的稳定性，还可以提高巷道的安全系数。
1. 提高煤矿巷道的稳定性2. 增加煤矿工作面的开采效率采用锚杆支护能够将巷道的稳定性大大增强，使得煤矿的工作面开采效率得到极大提高。
工作面的稳定性直接关系到生产效率，而锚杆支护则能够保障工作面的稳定性，提高煤矿的生产效率。
3. 降低煤矿事故风险巷道是煤矿主要的通风、安全出口，在巷道中出现事故会严重危害煤矿的生产和职工的安全。
锚杆支护方式的应用能够降低巷道事故的发生概率，减少煤矿事故风险。
随着我国煤矿开采技术的不断发展，锚杆支护方式将会得到更加广泛的应用。
锚杆支护技术在沿空孤岛留窄小煤柱中的应用与分析
１ 巷道掘进期 间观测结果。掘进期 间ｓ （ １风巷两帮最大位移速度 ） １７ １ ） 为２ ｍｍ ｄ ０ ／ ，相对累计最大移近量为９ｒｍ，相对累计顶板最大移 近量 为 ０ ａ ６ ｍｍ。Ｓ０ ３ ５ １７ 机巷 、风巷两帮最大位移速度为２ ～ ０ ／ ，相对 累计最 ５ ３ ｍｍ ｄ 大移近量为 １０ ｍ，相对累计顶板最 大移 近量为 １０ ｍ。８ １机巷 、风 ２ｒ ａ ０ｒ ａ ２２ 巷两帮最大位移速度为３ ～ ５ ／ ，相对累计最大移近量 为２ ０ ｍ，相 ０ ３ ｍｍ ｄ ６ｒ ａ 对累计顶板最大移近量为 １０ ｍ。２ 观测结果分析 。在巷道掘进期间 ６ｍ ） 分为 ＿个阶段 ：围岩运动剧烈期 、围岩运动平衡期 和同岩运动稳定期 。 二 存 围岩运动剧烈期 ，围岩变形明显 ，锚杆承载迅速增加 ，两帮移 近速度 增加 ，时间约为巷道掘后至 １ｄ ５ ；在 围岩运动平衡期 ，｝ 岩变形开始缓 和 ，两帮移近速度减小 ，锚 杆受力逐步平衡 ，时间约为 １～０ ；在 围岩 ５ ６ｄ 运动稳定期 ，即巷道在掘后６ ｄ ，围岩运动基本处于稳定 ，变形量很 ０后 小 ，变形速度和锚杆基本处于稳定状态 。
作 者 简介 张柳才 （９ ３ ），男 ，汉族 ，江西 景德镇市 人 ，中专 ，助理 工程师 １６ 一
丰要从事地 质找矿 工作 。
钻探 设备、工 艺方法 的钻探 样板 工程。５ 注重钻探 从业 人员的培训Ｔ ） 作， 提高钻探人员的素质 。深部找矿的设备和仪器更加精 密，操作更加
自动化 。没有高素质 的从业人员保障 ，不仅不利于新技术 的推广应用 ，
锚杆支护方案工程概况
锚杆支护方案工程概况一、背景介绍锚杆支护是一种常见的地下工程支护方法，广泛应用于隧道、矿井、岩体坡面等工程领域。
通过埋设钢筋混凝土或者钢制成的锚杆，来增加地下工程的稳定性和承载能力，确保工程安全施工和运营。
本文将对锚杆支护方案工程的概况进行详细阐述。
二、工程目标锚杆支护方案工程的主要目标是保障地下工程的安全施工和运营。
具体来说，主要包括以下几个方面的目标：1. 提高工程的整体稳定性，确保围岩的安全支撑，避免岩体崩塌和坍塌的发生。
2. 增加地下工程的承载能力，确保通道、矿井或者岩体坡面等结构的安全性能。
3. 减少地下工程施工周期，提高施工效率，降低施工成本。
4. 构建长期有效的地下工程支护体系，确保工程的长期运行安全。
三、工程范围锚杆支护方案工程适用于地下隧道、矿井、岩体坡面等工程领域。
在实际工程中，可根据具体的工程情况，进行锚杆的定位布设和支护设计方案的确定。
锚杆支护的范围主要包括以下几个方面：1. 针对地下岩石结构的支护：主要是在岩石结构的围岩和顶板进行锚杆支护，增加其稳定性和承载能力。
2. 针对地下隧道工程：通过在隧道侧壁和拱顶进行锚杆支护，确保隧道的稳定和安全。
3. 针对矿井工程：在煤矿、金属矿床等地下矿井中，通过锚杆支护来提高矿井的稳定性和安全性能。
4. 针对岩体坡面工程：在山体边坡或者岩体边坡进行锚杆支护，预防坡面崩塌和滑坡。
四、工程实施步骤锚杆支护方案工程的实施步骤主要包括以下几个步骤：1. 工程前期调研：对工程地质和地下岩体进行详细的调查和分析，确定工程的地质条件和围岩稳定性。
2. 方案设计：根据地质调查结果和工程要求，设计合理的锚杆支护方案，包括锚杆的材料、直径、长度和布设方式等。
3. 施工准备：确定施工方案和施工技术，准备所需的施工设备和材料。
4. 锚杆安装：根据设计要求，在工程地下进行锚杆的钻孔、注浆和安装工作。
5. 施工监测：在锚杆支护施工过程中，对锚杆的安装质量和围岩变形进行实时监测。
锚杆实验报告
锚杆实验报告锚杆实验报告引言：锚杆是一种常用于土力学和岩土工程中的支护技术，通过将锚杆固定在地下岩层或土壤中，以增加地基的稳定性和承载力。
本实验旨在通过对锚杆的力学性能进行测试和分析，探讨其在工程中的应用。
一、实验目的本实验的主要目的是通过测量锚杆的抗拉性能，了解其在不同条件下的变形特性和破坏机理，为工程设计和施工提供依据。
二、实验装置和方法1. 实验装置：本实验采用了一台电子拉力试验机、一根标准锚杆和相应的测量仪器，如应变计和位移计等。
2. 实验方法：首先，将锚杆固定在拉力试验机上，并通过调节试验机的拉力控制装置，施加不同程度的拉力。
然后，利用应变计和位移计等测量仪器，记录锚杆在不同拉力下的应变和位移数据。
三、实验结果分析1. 锚杆的拉伸性能：根据实验数据，绘制出拉力与应变之间的曲线图。
从图中可以看出，随着拉力的增加，锚杆的应变也随之增加。
当拉力达到一定阈值时，锚杆开始出现塑性变形，即应变增加速度明显加快。
2. 锚杆的破坏机理：通过观察实验过程中的现象和数据，可以得出以下结论：（1）在拉力较小的情况下，锚杆主要发生弹性变形，即拉力消失后能够恢复原状。
（2）当拉力达到一定阈值时，锚杆开始发生塑性变形，即拉力消失后无法完全恢复原状。
（3）当拉力进一步增加时，锚杆可能会发生破坏，出现断裂或塑性变形过大等情况。
四、实验结果的应用1. 工程设计：根据实验结果，可以对工程设计中的锚杆使用进行优化和改进。
例如，在选择锚杆的材料和尺寸时，可以根据实验数据确定其承载能力和变形特性，以保证工程的安全性和可靠性。
2. 工程施工：实验结果还可以指导工程施工中的锚杆安装和固定。
通过了解锚杆的破坏机理和变形特性，可以合理选择施工方法和工艺，减少工程风险和成本。
结论：通过对锚杆的实验测试和分析，我们可以了解其在不同条件下的力学性能和破坏机理。
这些实验结果对于工程设计和施工具有重要意义，可以为相关工程提供科学依据和技术支持。
锚杆支护技术
锚杆支护技术一、概述锚杆支护技术是一种常用的地下工程支护方式，它通过在围岩中钻孔并注浆固化，然后将锚杆牢固地固定在注浆体内，以达到加强和稳定地下工程的目的。
该技术具有施工方便、支护效果好、适用范围广等优点，在城市建设、矿山开采、隧道建设等领域得到了广泛应用。
二、锚杆支护的分类1.按照材料分：钢筋锚杆、预应力锚杆、玻璃钢锚杆等。
2.按照结构形式分：单股锚杆、双股锚杆、多股锚杆等。
3.按照施工方式分：预制式锚杆和现场制作式锚杆。
三、设计原则1.根据不同的地质条件和施工要求，选择合适的锚杆类型和规格。
2.根据需要确定合理的间距和排列方式。
3.考虑到荷载特性和变形特性，合理设置预应力值或者张拉力大小，并严格控制张拉过程中的变形量。
4.对于需要进行锚杆加固的区域，需要进行详细的勘探和分析，确定锚杆的数量和位置。
5.在施工过程中，需要严格按照设计要求进行施工，并对施工质量进行严格把关。
四、施工流程1.勘探与设计：根据现场情况进行勘探，并根据勘探结果进行设计。
2.孔钻：在围岩中钻孔并清理孔口。
3.注浆：将注浆泥浆充分搅拌后通过管道注入孔内，使其充满整个孔洞并与围岩形成牢固的结合体。
4.安装锚杆：在注浆体凝固后，将锚杆插入孔内并张拉或预应力。
5.加固处理：根据需要，在锚杆周边进行补强处理。
五、质量控制1.孔钻质量：确保钻孔直径、深度和位置符合设计要求，并清理好孔口。
2.注浆质量：确保注浆泥浆配比合理、搅拌均匀，并充分填满整个孔洞并与围岩形成牢固的结合体。
3.锚杆质量：确保锚杆质量符合设计要求，并严格控制张拉或预应力过程中的变形量。
4.加固处理质量：根据需要进行加固处理，并确保加固材料的质量符合要求。
六、应用案例1.北京地铁10号线：该线路采用了双股锚杆支护技术，在施工过程中取得了良好的效果。
2.山东矿井：在矿井开采过程中，采用了预应力锚杆支护技术，成功地解决了地压等问题。
3.长江隧道：在长江隧道施工过程中，采用了玻璃钢锚杆支护技术，有效地保证了隧道的安全和稳定。
锚杆支护施工方案
锚杆支护施工方案引言概述：锚杆支护是一种常用的地下工程支护技术，它通过使用钢筋锚杆将地下结构与岩土体连接起来，增强其稳定性和承载能力。
本文将详细介绍锚杆支护施工方案的五个部份，包括锚杆的选择与设计、锚杆的预处理、锚杆的施工方法、锚杆的质量控制以及施工后的监测与维护。
一、锚杆的选择与设计：1.1 锚杆的材料选择：根据工程的具体要求和岩土体的特性，选择合适的锚杆材料，常见的有钢筋锚杆、玻璃钢锚杆和碳纤维锚杆等。
1.2 锚杆的直径与长度设计：根据地下工程的要求和岩土体的承载能力，确定锚杆的直径和长度。
普通情况下，直径越大、长度越长的锚杆能够提供更好的支护效果。
1.3 锚杆的布置方式设计：根据地下工程的结构特点和岩土体的力学性质，设计合理的锚杆布置方式，包括锚杆的间距、罗列方式和角度等。
二、锚杆的预处理：2.1 岩土体的处理：在进行锚杆支护之前，需要对岩土体进行必要的处理，包括清理松散物、修整表面和加固裂缝等，以提高锚杆的粘结强度。
2.2 钻孔的施工：根据锚杆的设计要求，进行钻孔施工，包括钻孔的位置、直径和深度等，确保钻孔的准确性和质量。
2.3 锚固剂的注入：在完成钻孔后，将锚固剂注入钻孔中，填充整个孔道，使其与岩土体形成坚固的结合，增强锚杆的支护效果。
三、锚杆的施工方法：3.1 锚杆的安装：根据设计要求，将预制好的锚杆插入钻孔中，确保其正确的位置和方向，并保证与锚固剂的充分接触。
3.2 锚杆的张拉：通过专用的张拉设备对锚杆进行张拉，使其产生预压力，增加岩土体的抗拉强度，提高支护效果。
3.3 锚杆的锚固：在完成锚杆的张拉后，对锚固部位进行固定，确保锚杆与岩土体之间的连接坚固可靠。
四、锚杆的质量控制：4.1 锚杆的质量检测：对锚杆进行必要的质量检测，包括锚杆的直径、长度和张拉力等参数的检测，以确保其符合设计要求和施工规范。
4.2 锚杆的质量验收：在锚杆施工完成后，进行质量验收，包括对锚杆的外观质量、锚固效果和张拉力的检测，以确保施工质量达到要求。
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锚杆支护及其应用分析摘要：针对我国锚杆支护的现状做了初步分析。
运用支护设计中常用理论及方法，对其中的优缺点进行了分析和评价，同时对实际支护工程中的某些不足进行了具体讨论，并对未来的发展趋势进行了初步分析。
关键词：锚杆支护；应用现状；发展趋势0 引言锚杆支护作为岩土工程加固的一种重要形式，由于其具有安全、高效、低成本等优点，在国际岩土工程领域得到了越来越多的应用．1872年，英国北威尔士的煤矿加固工程中首次采用钢筋加固页岩之后，1905年美国矿山中也出现了类似的加固工程．到了20世纪40年代，锚杆支护在地下工程中的应用在国外得到了迅猛发展．目前，在澳大利亚和美国的地下工程支护中，锚杆支护已经占到了将近100％．我国的锚杆加固技术于20世纪50年代开始起步，在最近20年得到了快速发展，目前已经得到了广泛的应用．据估计，在1993年至1999年间，我国仅在边坡工程和深基坑工程中的锚杆年用量就达到了3000-3500KM．目前，我国正在进行大规模的基础设施与各类矿山及隧道工程建设，锚杆支护得到了普遍应用。
1 锚杆的含义锚杆是一种埋设于围岩中的受拉构件，它是用金属或其它高抗拉材料制作的杆状构件。
它通过一些机械装置或粘结材料与围岩结技术、经济方面都有着巨大的优越性，而且能够适应不同地质条件的性质，基于这些优点锚杆在地下工程中得到了广泛应用和迅速发展[1]地下工程中所使用的锚杆一般由锚固体(或称内锚头)、锚杆及垫板三个基本部分组成，具体如图1[2]图1 地应力场示意图(1)垫板是支护结构与锚杆的连接部分，它能够有效改变锚杆的受力分布，使锚杆的轴力分布比较均匀，提高锚杆的支护效果。
同时还能够使锚杆与初期支护连成整体，有利于共同承担围岩压力。
(2)锚杆位于锚杆装置的中心线上，其作用是将来自垫板的拉力传递给锚固体，进而约束围岩的变形，提高围压，对控制围岩变形具有十分关键的作用。
由于锚杆通常都要承受一定的荷载，所以它一般采用抗拉强度较高的钢材制成。
(3)锚固体在锚杆的尾部，通过机械装置或粘结材料与围岩紧密相连。
它的作用是将来自锚杆的力通过摩阻抵抗力(或支撑抵抗力)传递给稳定的围岩。
2 锚杆锚固的特点锚杆支护是一种安全、经济的支护方式,它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) ,依赖锚固体与土之间的摩擦力,拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。
锚杆支护以其结构简单、施工方便、成本低和对工程适应性强等特点,在土木工程(包括采矿工程) 中得到了广泛应用。
锚杆锚固是在地层中,通过锚杆将结构物与地层紧紧连锁在一起,依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力,使地层自身得到加固,达到保持结构物和岩体稳定的目的. 与传统的支护方式相比较,锚杆锚固技术有其自身的鲜明特点:2.1 支护效果好锚杆支护在支护原理上符合现代岩石力学和围岩控制理论,属于“主动”支护。
锚杆安装以后,在围岩内部对围岩进行加固,迅速形成一个围岩—支护的整体承载结构,因而能够调动和利用围岩自身的稳定性,充分发挥围岩的自身承载能力,有效地控制巷道围岩变形,所以锚杆支护更有利于保护巷道围岩的稳定,改善巷道维护状况。
与传统的架棚式支护相比,锚杆支护能更好地适应回采巷道围岩变形大的特点,并能保持围岩的完整性和稳定性,其支护效果优于工字钢支架,在工作面回采期间,工作面端头维护明显得到改善,提高了工作面的推进速度。
2..2 劳动强度低、效率高与传统架棚式支护相比,由于锚杆支护所采用的支护材料较少、重量较轻,巷道掘进时,极大地减少了支护材料的运输量,劳动强度也大为降低,有利于提高掘进工效。
工作面回采时,也省去了钢棚支架的回撤工作,既降低了工人的劳动强度,又提高了安全系数。
锚杆施工操作工序简单,可紧跟掘进工作面,便于组织掘进支护平行作业和一次成巷,有利于实现快速掘进支护机械化。
2.3 经济效益明显采用锚杆支护可减少支护材料投入,降低直接支护成本。
由于锚杆支护基本不占用巷道的有效断面,所施工的断面即为净断面,因而在支护设计时,可以相应减少巷道断面,节省大量材料。
锚杆支护可以减少巷道维修量,节约维护费用。
总之,锚杆支护从支护材料、辅助运输、断面设计和维护费用等方面均可降低成本,经济效益明显。
3 锚杆支护的现状锚杆加固技术在工程中的应用十分广泛．目前，它已经在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程、重力坝加固工程、桥梁工程以及抗倾覆、抗震工程的地层锚固应用中得到了发展．近年，我国正在进行的高速铁路、跨海大桥、海底隧道、地铁等在内的大规模基础设施建设中所遇到地基处理、边坡加固、地下空间结构加固、水下空间结构坚固等各方面的问题中，将锚杆加固方式得到了很大的扩展。
3.1 锚杆的支护基本理论随着锚杆支护工程实践的不断丰富，锚杆支护的作用机理研究也在不断得到发展和完善。
传统的锚杆支护理论有悬吊作用、组合梁作用、减跨作用、组合拱(压缩拱)理论等。
这几种观点都是以围岩状态和利用锚杆杆体受拉(力)为前提来解释锚杆支护作用机理的，因此，围岩状态及锚杆受拉力这两个前提的客观性是判定上述理论正确性的标准[3]。
同时也涌现出许多新的锚杆支护作用理论，如锚固力中性点理论、最大水平应力理论、松动圈支护理论、锚固体强度强化理论、锚注理论等等3.1.1 传统锚杆支护理论[3]3.1.1.1 锚杆的悬吊作用LouisA.Panek于1952一1962年间，经过理论分析及实验室和现场测试提出，在坚硬围岩中，锚杆的作用是将松动围岩直接悬吊到上部坚硬岩层上;在软弱围岩中，锚杆的作用是将破碎岩石悬吊在其上部的自然平衡拱上，平衡拱的高度可采用普氏压力拱理论估算。
锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量，据此便可设计锚杆支护参数。
图2 锚杆的悬吊作用悬吊理论能较好地解释坚硬岩层中锚杆的支护作用。
但对于跨度较大的软岩隧道中，普氏拱高往往超过锚杆长度，悬吊作用难以解释锚杆支护获得成功的原因。
大量的工程实践证明，即使隧道上部没有稳固的岩层，锚杆也能发挥其作用，这从一个侧面说明了悬吊理论在应用中的局限性。
3.1.1.2 锚杆的组合梁作用为了解决悬吊理论局限性，1952年德国Jacobio等在层状地层中提出了组合梁理论。
该理论认为在没有稳固岩层提供悬吊支点的簿层状岩层中，可利用锚杆的拉力将层状地层组合起来形成组合梁结构进行支护，这就是所谓的锚杆组合梁作用(如图3)。
图3 锚杆的组合梁作用组合梁作用的本质在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁(板)的岩层挤紧，增大岩层间的摩擦力;同时，锚杆本身也提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动。
锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，这时被锚固的岩层便可看成组合梁，全部锚固层能保持同步变形，顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。
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的性质。
这一观点有一定的影响，但是其工程实例比较少，也没有进一步的资料供锚杆支护设计应用，尤其是组合梁的承载能力难以计算，而且组合梁在形成和承载过程中，锚杆的作用难以确定。
另外，岩层沿隧道纵向有裂缝时梁的连续性问题、梁的抗弯强度等问题也难以解决。
3.1.1.3 锚杆的减垮作用如果把拱顶不稳定的岩层看成是支撑在边墙的叠合梁(板)，由于可视悬吊在稳定围岩上的锚杆为支点，安设了锚杆就相当于增加了支点而减少了支护的跨度(如图4)，从而降低支护的弯曲应力和挠度，维持了支护与岩石的稳定性，使岩石不易变形和破坏。
这就是锚杆的“减跨”作用，它实际上来源于锚杆的悬吊作用。
但是，它也未能提供用于锚杆支护参数设计的方法和参数。
图4 锚杆的减跨作用3.1.1.4锚杆的组合拱(压缩拱)理论T.L.VRabeewicz于1955年提出安装锚杆后使隧道围岩中形成连续的压缩带，锚杆的作用是使围岩中产生一定厚度的压缩带承受围岩压力的观点。
美国ng和Pender于70年代提出锚杆的拱形压缩带作用原理，ng通过二次元光弹性试验证实了拱形压缩带的存在。
与拱形压缩带理论相似的还有组合拱理论。
组合拱理论认为:在拱形隧道围岩的破裂区中安装预应力锚杆时，在杆体两端形成圆锥形分布的压应力，如果沿隧道周边布置锚杆群，只要锚杆间距足够小，各个锚杆形成的压应力圆锥体相互交错，就能在岩体中形成一个均匀的压缩带，即承压拱(也称组合拱或压缩拱)，这个承压拱可以承受其上部破碎岩石施加的径向荷载。
在承压拱内的岩石径向及切向均受压，处于三向应力状态，其围岩强度得到提高，支撑能力也相应加大，如图5所示。
图5 锚杆的组合作用组合拱理论在一定程度上揭示了锚杆支护的作用机理，但分析过程中没有深入考虑围岩一支护的相互作用，只是将各支护结构的最大支护力简单相加，从而得到复合支护结构总的最大支护力，缺乏对被加固岩体本身力学行为的进一步分析探讨，计算也与实际情况存在一定差距，一般不能作为准确的定量设计，但可以作为锚杆加固设计和施工的重要参考。
3.1,2 锚杆支护理论的新发展3.1.2.1 锚固力中性点理论[4]东北大学王明恕等提出的全长锚固中性点理论，近年在国内理论分析中已被普遍接受。
该理论认为在靠近岩石壁面部分(锚杆尾部)，锚杆阻止围岩向壁面变形，剪力指向壁面。
而在围岩深处(锚杆头部)，围岩阻止锚杆向壁面方向移动，剪力背向壁面，锚杆上剪力指向相背的分界点，称为中性点，该点处剪应力为零，轴向拉应力为最大，由中性点向锚杆两端剪应力逐渐增大，轴向拉应力逐渐减少。
该理论得到了实测结果的证实(如图6 )。
图6 锚杆的剪应力分布图隧道开挖后，当围岩应力大于围岩强度时，隧道周边围岩发生破坏并向深部转移而出现围岩松动圈，围岩产生明显碎胀变形后，即AC间岩石破坏碎胀，靠近隧道表面的围岩松动圈段锚杆因阻止破裂岩体碎胀径向变形，锚杆表面产生指向围岩自由面的剪应力，其余一段锚杆因受AC段拉拔作用，BC段锚杆表面剪应力指向岩体内部，此点剪应力为零轴向力最大。
此时中性点应始终在围岩松动圈界面上;从中性点向锚杆两端轴向力不等，而剪应力亦不等。
随着围岩松动圈向深部发展，碎胀变形的增大，锚杆的剪应力和轴向力随着围岩松动圈的变化而变化，其围岩松动圈界面点亦向深部转移。
当围岩松动圈厚度继续发展以致超过锚杆长度后，则整个锚杆均处于围岩松动圈内，则此时锚杆锚固破裂岩体AB段碎胀变形不再增大，而表现为锚杆锚固段AB整体向隧道自由面位移。
此时，锚杆所受拉应力可能出现降低的现象，即随着AB段的压实其应力将减小。
依据该理论，通过对粘结锚杆的锚固能力、作用机理研究和分析，可以建立锚固作用力学模型。
进而导出参数计算的理论解和不同条件下的定量范围，确定提高锚固能力的影响因素，为锚杆支护设计提供了理论依据。