锚喷支护的原理
锚杆支护原理
锚杆支护一、锚杆支护原理1、锚杆的悬吊作用悬吊作用是指用锚杆将软弱的直接顶板吊挂在其上的坚固老顶之上。
如图1所示，或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连接在松动区外的完整坚固岩石上，使松动岩块不至冒落。
锚杆的悬吊作用2、锚杆的组合梁理论利用锚杆的拉力将层状岩层组合起来形成组合梁结构进行支护，这就是锚杆组合梁作用。
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。
锚杆的组合作用3、锚杆锲固作用是指在围岩中存在一组或多组不同产状的不连续面的情况下，由于锚杆穿过这些不连续面，防止或减少了围岩沿不连续面的移动。
如图3。
锚杆的楔固作用p бbp锚杆的楔固作用-б p (бbp4、挤压加固拱作用形成以锚杆头和紧固端为顶点的锥形体压缩区。
如将锚杆沿拱形巷道周边按一定间距径向排列，在预应力作用下，每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠联结，在围岩中形成一连续压缩带。
它不仅能保持自身的稳定，而且能承受地压，组织上部围岩的松动和变形。
显然，对锚杆施加预紧力是形成加固拱的前提。
5、锚杆的减跨作用如果把不稳定的顶板岩层看成是支撑在两帮的叠合梁，由于可视悬吊在老顶上的锚杆为支点，安设了锚杆就相当于在该处打了点柱增加了支点而减少了顶板的跨度，从而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度，维持了顶板与岩石的稳定性，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。
上述几种锚杆支护作用并非是孤立存在的，实际上是相互补充的综合作用，只不过在不同地质条件下，某种支护作用占的地位不同而已。
二、锚杆支护作用机理分析巷道开掘以后，由于受掘进工作面迎头及两帮的支撑，顶板下沉和变形很小。
此时安装锚杆，其主要作用是控制顶板浅部岩层的离层、滑动。
锚杆支护原理及类型
（六）最大水平主应力理论
（六）最大水平主应力理论
• 最大水平应力理论论述了巷道围岩水平应力对巷 道稳定性的影响以及锚杆支护起到的作用，
• 它是以实测地应力及岩心实验室力学试验参数为 基础形成的一套锚杆支护设计方法，
• 运用有限差分法(采用莫尔一库仑强度淮则)对试 验巷道锚杆支护参数进行设计，
• 大松动圈（>150cm）
• 围岩表现出软岩的工程特征，围岩松动圈碎胀变形量大， 初期围岩收敛变形速度快，变形持续时间长，矿压显现大， 支护难度大。支护不成功时，巷道底板出现底鼓。在这种 条件下，如果用悬吊理论设计锚杆支护参数，常因设计锚 杆过长、过粗而失去其普遍应用的价值。
• 在单根锚杆作用下每根锚杆因受拉应力而对围岩产生挤压， 在锚杆两端周围形成一个两端圆锥形的受压区，合理的锚 杆群可使单根锚杆形成的压缩区彼此联系起来，形成一个 厚度为b的均匀压缩带。对于拱形巷道，压缩带将在围岩 破裂处形成拱形；对于矩形巷道，压缩带将在围岩破裂处 形成矩形结构，统称之为组合拱作用机理。
1. 围岩松动圈巷道支护理论
• 围岩松动圈巷道支护理论是在对围岩状态进行深 入研究后提出的，
• 通过研究，发现松动圈的存在是巷道围岩的固有 特性，它的范围大小(厚度值)目前可以用声波仪 或者多点位移计等手段进行测定。
• 松动圈理论认为：巷道支护的主要对象是围岩松 动圈产生、发展过程中产生的碎胀变形力，锚杆 受拉力的来源在于松动圈的发生、发展，并根据 围岩松动圈厚度值大小的不同将其分为小、中、 大三类，松动圈的类别不同，则锚杆支护机理也 就不同。
（2）巷道锚杆支护可以提高锚固体的力学参数，包括锚固 体破坏前和破坏后的力学参数（E、C、φ），改善锚固体 的力学性能。
边坡开挖防护方案
边坡开挖防护方案边坡开挖是在建筑工程中常见的操作，但它也带来了一定的风险，如不加以适当的防护措施，可能会导致边坡崩塌、滑坡等不良后果。
为此，本文将会介绍一种边坡开挖的防护方案，以确保工程的安全进行。
1. 方案选择在选择合适的防护方案之前，我们需要对边坡的情况进行全面细致的调查和分析。
包括边坡的地质条件、坡度、坡高等因素的考虑。
根据边坡的具体情况选择适合的防护方案非常关键。
2. 预应力喷锚支护预应力喷锚支护是一种常用的边坡稳定措施，其原理是通过向边坡钻孔喷浆注入高强度预应力锚索，使地质体受到一定的拉力约束，增加地质体的整体稳定性。
喷锚支护通常适用于较大坡高、较陡峭的边坡。
3. 袋装爆破袋装爆破是通过在边坡中设置装有炸药的袋子，进行控制爆破以减小坡体。
该方法适用于边坡面积较大、坡体松散的情况。
在进行袋装爆破时，应根据实际情况确定合适的爆破参数，以确保边坡稳定。
4. 土钉墙土钉墙是一种常用的边坡支护结构，其原理是通过在边坡预埋钢筋，然后利用钢筋的张力将土体与钢筋紧密结合，增加边坡整体的抗滑性。
土钉墙适用于边坡土体坚硬、土壤层稳定的情况。
5. 垂直防护体垂直防护体是指在边坡上设置钢筋混凝土护坡墙，用于抵挡土体的下滑和滑坡。
在设置垂直防护体时，应确保其与边坡接触面充分牢固，以避免因接触面不稳定而导致的破坏。
6. 排水措施在边坡开挖过程中，排水是一个重要的问题。
合理的排水系统可以减小水分对边坡稳定性的影响，降低边坡的液化概率。
因此，在边坡开挖前，应设计合理的排水方案，确保边坡内部的水分保持在适宜的水平。
7. 监测与预警无论采取何种防护措施，边坡的监测与预警都是必不可少的。
通过安装监测设备，监测边坡的位移、裂缝等变化情况，及时预警，采取相应措施，以防止潜在的危险。
结论边坡开挖防护方案的选择和实施是确保工程安全的重要环节。
通过合理选择方案，采取相应的措施，并进行监测与预警，可以最大程度地降低边坡开挖所带来的风险，确保工程的顺利进行。
巷道支护
二、影响巷道围岩压力的地质因素
(4)膨胀压力的影响因素
影响膨胀压力的因素主要有岩石的组成与胶结状态， 物理化学性质，围岩中水分的补给状况，水与岩石 的接触条件，支护和充填层的可塑性等。
三、巷道矿压控制原理
巷道中的矿压显现是客观的自然现象，除了一些特 殊情况外， 在采掘过程中企图完全消除这种现象是 不可能的 。然而在掌握巷道矿压显现规律的基础上， 以岩石力学理论为指导，有可能在不同程度上 减轻 矿压显现对巷道的危害，从而达到安全生产和取得 较好技术经济效果的目的，这是巷道矿压控制的基 本任务。
1）喷射砼支护工艺流程（如图5-18） 先将砂子、石子过筛－>按一定配合比与水泥一同送 入搅拌机内搅拌－>用矿车将拌和料运至掘进工作面 －>经上料机装入吹压缩空气为动力的喷射机－>经 输料管吹送到喷头处与水混合后喷射到岩面上。
2）喷射砼施工工艺与普通砼支护的差别： （1）喷层受到连续冲实压密，具有致密的组织结构和 良好的物理力学性能，特点是强大的粘结力使其能同围 岩紧密粘结形成喷砼独特的支护作用效果； （2）喷射砼支护能紧跟迎头，及时封闭围岩，防止围 岩过早松动或风化，从而能够控制围岩的过渡变形与松
4）硅酸盐水泥的应用
在常用的水泥中，硅酸盐水泥标号较高（425～ 725），故常用于重要工程中的高强混凝土、钢筋混凝 土和预应力混凝土工程。 （2）普通硅酸盐水泥（标号：325 425 ～725） 1）定义：熟料＋少量（10％～15％）混合材料＋适
量石膏（3％）
（3）混合材料及掺混合材料的硅酸盐水泥 1）混合材料及其作用 a、活性混合材料（水硬性混合材料）：粒化 高炉炉渣、火山灰质混合材料等，可以提高水泥 产量、改善性能、调节标号、扩大使用范围等。 b、非活性混合材料（填充性混合材料）：石 英砂、粘土、石灰石、慢冷矿渣等，可以提高产 量、降低标号、减少水化热等
网壳锚喷结构支护机理分析及试验研究
一
现有锚 网喷结构的基础上进一步改进 和完善 ， 并根 据地面 大跨 度
较好解决 了 应 力集 中区 、 质条件极差 的地层 中 ， 网喷支 护能力仍 然不足 ， 网壳结构 的力学原理而设计 出的一种 新型锚 喷结构 ， 地 锚 加强支撑 、 喷层合 理配筋 、 简化施工作 业 、 降低材料消耗及 支护费 般是采用 密集 金属支架 或锚 网喷加锚 索及 围岩 注浆 等进 行联
合 支护 ， 才能使 围岩变形趋 于稳定 。联合 支护方 式虽然 达到 了一 用等 问题 ， 支撑 能力 达 到 了能 可靠 支护 高 应力 区 软岩 巷 道 的需 支护成本 比现有支护方 式大幅度降低 。 定 的支 护效 果 ， 但是工程量及支 护费用增加 较多 ， 护成本很 高。 要 ， 支 现在 的经济形式要求 软岩 巷道 支护 既要保 证 巷道 的安 全可 靠又 １ 支护 技术 特 点
网 壳锚 喷 结构 支 护 机 理 分 析 及 试 验研 究
陈 勇 军
摘 要 ： 介绍 网壳锚喷结构支护 技术特点 的基础上 ， 在 阐述 了其支护机理 ， 并简述 了网壳喷层支架试验结果 ， 达到用较少 材料提高 喷层支撑能力 与抗 压 的 目 ， 明网壳锚喷结 构是一种 结构 合理、 标 证 工艺简单 、 能承 受高应力及采 动荷 载的新型
， ，
使桩
４ 质 量检 测
４ １ 钻 芯取样 法 ．
特种结构
1.1 重力式挡土墙: 是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。
它是我国目前常用的一种挡土墙。
重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成，一般都做成简单的梯形。
适用于墙高小于5米、地基土质较好的情况。
1.2 锚喷支护:由锚杆和喷射混凝土面板组成的支护。
锚杆和喷射混凝土与围岩共同形成一个承载结构，可有效地限制围岩变形的自由发展，调整围岩的应力分布，防止岩体松散坠落。
它可用作施工过程中的临时支护，在有些情况下，也可以不必再做永久支护或衬砌。
根据围岩的地质条件,可以采用多种支护形式(图2)：①单独采用锚杆，一般只用于局部；②单独采用喷射混凝土，有时也只用于局部；③锚杆结合喷射混凝土，多用于地下洞室的顶拱和边墙；④锚杆和喷射混凝土，加设单层或双层钢筋网,可提高喷层抗拉强度和抗裂能力,从而提高支护能力；⑤锚喷加金属网，并在喷层内加设工字钢等型钢作成的肋形支撑。
上述各种形式的锚喷支护，所采用的锚杆根数、深度、间距，喷层的厚度以及金属网和肋形支撑的尺寸等，均要根据实际情况确定。
为搞好支护还需要进行围岩变位和变形等现场量测工作。
锚喷支护常紧跟开挖掘进，平行作业，特别是在隧洞或地下厂房施工中采用分部开挖的方式时，可随着开挖断面的扩大，边挖边喷，直至全断面完成。
1.3 地下连续墙：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。
1.4 加筋土：加筋土是由土和筋体组成的复合土体。
在填土工程过程中铺设加筋带或土工格栅或土工织物等加筋材料，以增强土体的抗拉、抗剪强度和整体稳定性。
主要用于堤坝和挡土结构物中。
1.5土层锚杆：是一种设置于钻孔内、端部伸入稳定土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体组成的受拉杆体，它一端与工程构筑物相连，另一端锚固在土层中，通常对其施加预应力，以承受由土压力、水压力或风荷载等所产生的拉力，用以维护构筑物的稳定。
锚杆支护原理
矿山井巷支护之锚杆支护的原理与常用锚杆介绍锚杆是一种锚固在岩体内部的杆状体。
采用锚杆支护巷道，就是当巷道掘进后向围岩中钻眼，然后将锚杆安设在锚杆眼内，对巷道围岩进行人工加固。
锚杆具有很多优点：节约坑木和钢材，降低支护成本，掘进断面小，巷道的变形小，维修费用低，工作安全，轻便，可以减轻体力劳动，减小通风阻力，有利于一次成巷施工和加快掘进速度，使用范围广，适应性强，减少运输量，有利于矿井的运输和提升。
但是锚杆不能预防围岩风化，不能完全防止锚杆与锚杆之间裂隙岩石的剥落，因此，锚杆配合其他支护措施，如与金属网、喷浆或喷射混凝土等联合使用，会取得更好的支护效果。
锚杆支护原理(1)悬吊作用：锚杆将软弱岩层吊挂在上面坚固稳定的岩层上，防止离层脱落。
煤层巷道的直接顶板一般比较软弱且较薄，容易离层冒落，它上面的老顶则比较坚固。
锚杆可以通过直接顶板达到老顶，把直接顶锚固在老顶上。
锚杆的悬吊作用图（2）组合梁作用：在层状岩层的巷道顶板中，通过锚人一系列的锚杆，将锚杆长度以内的薄层岩石锚成岩石组合梁，从而提高其承载能力。
在相同的荷载作用下，组合梁比未组合板梁的挠度和内应力大为减小。
(3)围岩补强作用：巷道深部围岩中的岩石处于三轴受压状态，而靠近巷道周边的岩石则处于二轴受力状态，强度小于前者，故易于破坏而丧失稳定性。
巷道围岩被锚杆锚固后，表层岩石部分地恢复了三轴受力状态，增大了它本身的强度，另外，锚杆还可以增加岩层弱面的剪断阻力，使巷道周边围岩不易破坏和失稳，这就叫作围岩补强作用。
(4)挤压联结作用：锚杆将巷道围岩挤紧，对岩石施加预应力，阻止裂隙的继续扩大，而且，对于松散岩石也能起到挤压联结和加固作用。
国外做过一个简单而有趣的试验：用一个长方形木箱，里面填紧小碎石，并用模拟的锚杆将它们锚固起来，锚杆拧紧以后，将木箱翻转，其中充填的小碎石竟倒不出来。
通过锚杆的预应力作用，可以在彼此毫无粘结力的碎石之间产生一种侧向挤压摩擦阻力，足以支持碎石自身的重量而不会掉下来，好像碎石间互相联结起来一样。
支护-围岩共同作用原理
后来：
粘结式（有水泥砂浆、树脂等粘结剂）钢筋或钢丝 绳锚杆、木锚杆、竹锚杆等以及刚缝式锚杆（管径略大 于孔径的开缝钢管，打入岩孔）；
近期：
快硬或膨胀水泥砂浆、水泥药卷、树脂药卷等性能 良好的粘结材料。
（3）锚杆作用机理和锚杆受力 锚杆对围岩的作用，本质上属于三维应力问 题，作用机理比较复杂。 锚杆杆体的受力状态也比较复杂。 （4）锚杆参数的确定方法 ①按单根锚杆悬吊作用计算 （6－84） ②考虑整体作用的锚杆设计 （5）锚杆施工
( p0 c cot )(1 sin ) sin u0 R0 ( p0 c cot ) 2G P c cos 1
1sin sin
（6－68）
周边位移和支护反力成反变关系（如图）。
轴 P1 对 称 圆 巷 围 岩 支 护 共 同 作 用 曲 线 a为围岩特性曲线
围岩抗力是指支护在挤压围岩时引起的围岩对支护的作用。 特点：
①围岩抗力一般是在地压的主动作用下产生的（少数如有水压的隧道 例外）；
②因为围岩压力的不均匀性，支护对围岩的挤压变形往往都是局部
的，所以支护上的围岩抗力分布一般也是局部的； ③围岩抗力也是一种支护的外荷载，也会造成支护内力； ④围岩抗力虽然是一种支护荷载，但却可以改善支护的内力情况； ⑤由于围岩抗力的存在，可以使得地下工程中采用一些不稳定结构。
qd a c (1 e tan ( Z a ) ) tan
tan
N
2
3
dw
Z
d
H
1
2a
太沙基公式计算模型 1为柔性板，2为实际破裂面，3为假设破裂面
2）太沙基岩石分类 3、计入深度影响的隧（巷）道地压估算公式 对于圆形巷道的顶压集度：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
锚喷支护的原理
锚喷支护是一种由锚杆和喷射混凝土面板组成的支护形式，其原理主要包括以下几点：
1、锚杆的锚固作用：锚杆通过在围岩中钻孔、插入锚杆、注入锚固剂等步骤，将锚杆固定在围岩中，形成一种锚固体系。
锚杆在围岩中产生的锚固力可以有效地提高围岩的稳定性和抗变形能力。
2、喷射混凝土的加固作用：喷射混凝土通过高压空气将混凝土混合料喷敷在围岩表面，形成一种密实的面板，可以有效地封堵围岩表面的裂缝和漏洞，使围岩表面平整，提高了围岩的整体性和稳定性。
3、锚杆和喷射混凝土的共同作用：通过锚杆和喷射混凝土的组合作用，可以形成一种具有较高承载能力和较强变形能力的支护体系。
锚杆通过锚固作用将围岩与喷射混凝土面板连接在一起，使整个支护体系成为一个整体，共同承担围岩的压力和变形。
4、及时性：锚喷支护可以在施工期间及时对围岩进行加固，有效地控制围岩的变形和失稳，具有很好的及时性。
综上所述，锚喷支护的原理是通过锚杆的锚固作用、喷射混凝土的加固作用以及两者的共同作用，实现对围岩的加固和稳定，提高围岩的承载能力和稳定性，达到维护巷道和保障安全的目的。