管缝式锚杆的力学作用和加固效果
隧道锚杆施工

隧道锚杆施工一、概述1.锚杆定义与分类(1)锚杆定义锚杆是指在岩土体内部钻孔中,用黏结剂(如水泥砂浆、锚固剂、水玻璃双液浆等)将钢筋(或其他杆材)与岩土体黏结成一个整体,对岩体起支承、加固、提高层间摩阻力且形成“组合梁”和悬吊的作用,是将岩土体因工程改变而产生的重新分布力传至稳定结构物或岩土层的一种构件。
当采用钢绞线或高强钢丝束做杆体材料时,也可称为锚索。
(2)锚杆分类目前国内外使用锚杆种类已达数百种,其称谓各不相同。
按锚固形式可划分为全长黏结型锚杆、端头锚固型锚杆、摩擦型锚杆和其他类型锚杆;按受力状态可划分为非张拉型锚杆和张拉型锚杆,张拉型锚杆又分为张拉锚杆和预应力锚杆。
①全长黏结型锚杆。
全长黏结型锚杆分为树脂锚杆和砂浆锚杆。
②端头锚固型锚杆。
端头锚固型锚杆分为机械锚固型锚杆和黏结锚固型锚杆。
机械锚固型锚杆分为楔缝式锚杆、倒楔式锚杆和胀壳式锚杆;黏结锚固型锚杆分为水泥砂浆锚杆、快硬水泥卷锚杆和树脂锚杆。
③摩擦型锚杆。
摩擦型锚杆分为缝管式锚杆和楔管式锚杆。
④其他类型锚杆其他类型锚杆包括屈服锚杆、可回收式锚杆、自进式锚杆、土中打入式锚杆等。
2.锚杆特点岩土锚固技术是通过埋设在岩土体中的锚杆,将结构物与岩土体紧紧地联锁在一起,依赖锚杆与岩土体的抗剪强度传递结构物的拉力或使岩土体自身得到加固,以保持结构物和岩土体的稳定。
与完全依靠自身强度、重力而使结构物保持稳定的传统方法相比较,岩土锚固技术尤其是预应力锚固技术具有以下特点。
①在岩土体开挖后,能较快提供支护力,有利于保护岩体的固有强度,阻止岩土体的进一步扰动,控制岩土体变形的发展,提高施工过程的安全性。
②提高岩土体软弱结构面、潜在滑移面的抗剪强度,改善岩土体的其他力学性能。
③改善岩土体的应力状态,使其向有利于稳定的方向转化。
④锚杆的作用部位、方向、结构参数、密度和施作时机可以根据需要方便地设定和调整,能以最小的支护力,获得最佳的稳定效果。
⑤将结构物与岩土体紧密地联锁在一起,形成共同工作的体系。
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。
锚杆的构造锚杆的类型锚杆的支护原理

锚杆的类型
锚固方式 机械式磨擦试 倒楔式 倒楔式锚杆 ;胀壳式 胀壳式锚杆 ;楔逢式 楔逢式锚杆 胀管式 水力胀管锚杆; 爆破胀管锚杆管逢锚杆 粘结式 水泥锚杆 ;树脂锚杆 ; 聚氨酯 锚杆 ; 砂浆锚杆 ; 阻力式 旋丝刻入 自旋锚杆 (螺旋锚杆); 倒锥锚杆 ;杆体形式 刚性 钢筋 左旋螺纹钢锚杆 ;反麻花锚杆 ; 玻璃钢 玻璃钢锚杆 ; 柔性 钢绞线 钢丝绳锚杆
其缺点是它属于隐性支护,对支护质量和可靠性的监测和检测不易,有时会出现无明显先 兆的冒顶事故,此外,对变形量很大的软岩、塑性较大的巷道的回采巷道,支护效果不易保 证,导致巷道无法使用。 在软岩锚杆技术的推广应用和实施中,由于煤层赋存条件多样化,围岩结构复杂,部分条件 顶板结构异常复杂,软弱夹层和层理十分发育,稳定性很差,极易发生离层垮冒,即使在同 一巷道内顶板赋存状态也是频繁变化,构造影响随处可见,随时可遇。对于上述软岩巷道, 锚杆支护不能有效的控制顶板离层,恶性冒顶事故时有发生。垮落现象频繁,安全事故时有 发生。冒顶率:万分之五;事故率:五万分之一。
锚索 铁丝 铁丝锚杆 钢柔性 木 木锚杆 压缩木锚杆 竹 竹锚杆 性质用途 注浆 注浆锚杆 可回收 可回收锚杆 预应力 预应力锚杆 锚索 带钻头 自钻锚杆 (自进式锚杆) 特定场合 土层
锚杆的支护原理
锚杆支护是在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下硐室施工中采用的一种加固 支护方式。用金属件、木件、聚合物件或其他材料制成杆柱,打入地表岩体或硐室周围岩体 预先钻好的孔中,利用其头部、杆体的特殊构造和尾部托板(亦可不用),或依赖于黏结作 用将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果,以达到支护的目 的。具有成本低、支护效果好、操作简便、使用灵活、占用施工净空少等优点。[1] 锚 杆的力学作用主要有 悬吊作用 、 组合作用 、 挤压作用 。 1、在层状岩层中,锚杆将下部不稳定岩层悬掉在上部稳固岩层上。锚杆所受拉力来自被悬 掉岩层。2、在没有稳固岩层的薄岩层中,安心装锚杆后,锚杆的夹紧力就会使层面间摩擦 力增大,这种摩擦力可以阻止岩石沿层面继续滑动,从而将数个薄岩层通过锚杆锁紧成一个 较厚的岩层。这种厚岩梁内的最大弯曲应力和应变与梁的厚度的平方成反比,集成的岩梁越 厚,最大弯曲应力和应变就越小。同时,锚杆本身的强度也增加了梁的整体抗剪能力。3、 锚杆组合拱原理,在供形巷道围岩的破裂区中安装预应力锚杆时,在杆体两端将形成圆椎体 形式分布的压应力。若沿顶板布置锚杆群,各个锚杆形成的压应力圆椎体将交错重叠,形成 一个防止破裂区扩散的承压拱,这个供可以承受其上部破碎岩石施加的径向载荷。沿锚杆轴
锚杆种类

锚杆分类目前用作支护的锚杆种类很多,按其与被支护体的锚固长度划分,可分为集中锚固类锚杆和全长锚固类锚杆。
集中锚固类锚杆是指锚杆装置和杆体只有一部分和锚杆孔壁相接触的锚杆。
包括端头锚固、点锚固和局部锚固等;全长锚固类锚杆是指锚固装置或锚杆杆体在全长范围内全部和锚杆孔壁接触的锚杆,包括各种摩擦式锚杆、全长砂浆锚杆、树脂锚杆和水泥锚杆等。
根据锚杆的锚固方式可分为机械式锚固型和黏结锚固型两类。
锚固装置或锚杆杆体和孔壁接触,靠摩擦力起锚固作用的锚杆,属于机械锚固型锚杆;锚杆杆体部分或全长利用树脂、砂浆、快硬水泥等胶结材料将锚杆杆体和锚杆孔壁黏结固定在一起,靠粘结力起锚固作用的锚杆属于黏结型锚杆。
用于制作锚杆的材料种类较多,根据锚杆的材质不同,又可将锚杆分为钢丝绳锚杆、普通钢筋锚杆、螺纹钢锚杆、玻璃钢锚杆、木锚杆和竹锚杆等类型。
第一节金属锚杆金属锚杆根据其锚固形式可分为机械式、管缝式和黏结式三大类。
一、机械式锚杆机械式锚杆使用最早、结构多样、数量较大的锚杆。
机械式锚杆的锚固机构本身是一个统一体,在安装锚杆时,锚固机构主要通过一个楔子系统在钻孔中进行轴向或径向相互错动而紧张在钻孔壁上。
锚固机构通过摩擦连接将锚固力多数传递给岩层。
机械式锚杆在安装时,多数产生预紧力。
有时,甚至锚固机构必须直接依靠预紧力来固定。
机械式锚杆的优点有:安装迅速,可即时达到承载力,可二次张紧,某些结构的锚杆还可以回收。
其缺点是:钻孔中的锚固段较短,在高应力区容易导致岩层破坏和锚固剂松动,锚固力一般偏低,只能适用于中等稳定以上的岩层条件。
机械式锚杆又可分为楔缝式锚杆、倒楔式锚杆和账壳式锚杆。
1.楔缝式锚杆楔缝式锚杆主要由杆体、楔子、垫板和螺母等组成,如1-1所示。
杆体直径包括18mm、20mm、22mm、25mm等规格,长度1200—1800mm;楔缝长150—250mm,宽2—3mm;楔子长130—150mm,宽18—25mm,上厚22—25mm,下厚3mm。
锚杆支护技术

锚杆支护技术锚杆支护技术一、锚杆支护技术现状和展望锚杆支护技术是煤矿支护技术改革的发展方向,是煤矿继推广综合机械化采煤技术又一重大推广技术。
我国在上世纪80年代开始研究应用锚杆支护技术以来,不论在理论上,还是在实践应有中已取得了长足的进展,促进了我国煤炭工业的发展.锚杆支护是由锚固在巷道四周钻孔内的一系列杆件(木质件、金属件、钢筋混凝土件和聚合物件等)系统组成的。
这些杆件配以支撑件和背板(也可以不用),靠它们的锚固力和向岩体稳定部分的悬吊作用,防止破碎岩石冒落。
用预拉紧方法安装的锚杆,提高了岩石分层之间的摩擦阻力,同时将两支撑点间的岩层夹紧,以岩梁和岩拱的形式构成承载结构.尽管加固的岩梁比未加固的岩梁呈现出明显的稳定性,但是仍不能准确量测出影响加固岩层稳定性单个分层缝合效果的量值。
现代锚杆支护理论认为,岩层分层之间的摩擦作用具有重要意义,主要有以下几个方面。
①巷道上方的松软岩层被锚杆固结到其上部坚固的岩层上,松软有裂隙岩层的几个分层,彼此之间被锚杆夹紧形成梁和拱形式的承载结构.②松软不稳定的岩石分层,彼此之间夹紧并被锚杆固结在上部坚固岩层上。
③在掘进巷道时,被破坏的有裂缝的岩石分层被锚杆夹紧并被悬挂在自然平衡拱上。
④不稳定的有裂缝的岩层被锚杆的联接部件托住并被悬挂于自然平衡拱的拱脚。
⑤不稳定的岩石分层被锚杆夹紧并悬吊于自然平衡拱的拱脚。
在采矿实践中,锚杆支架分单体锚杆支架和组合锚杆支架两种。
单体锚杆支架指安设在巷道中的锚杆,彼此之间没有力学科系.组合锚杆支架包括钢梁、钢带、角钢、槽钢等承托顶板元件,把两个或几个锚杆联成统一的整体.锚杆支架按用途分为临时锚杆支架和永久锚杆支架。
按作用原理分为主动锚杆和被动锚杆。
主动锚杆预先张紧装入钻孔中,以提高抵抗被加固岩体拱曲性和分层之间相对位移的能力。
随着锚杆预应力的加大,相应增加了岩层分层面之间的摩擦力,提高了巷道的稳定性。
安装被动锚杆时不给杆体以预应力,因此就比主动锚杆安装密些,其典型的有全长锚固的螺纹锚杆、钢筋混凝土锚杆、膨胀式锚杆和玻璃钢锚杆等.按工作特性锚杆又分为刚性延伸和有限延伸锚杆。
锚杆分类及性能

锚杆分类目前用作支护的锚杆种类很多,按其与被支护体的锚固长度划分,可分为集中锚固类锚杆和全长锚固类锚杆。
集中锚固类锚杆是指锚杆装置和杆体只有一部分和锚杆孔壁相接触的锚杆。
包括端头锚固、点锚固和局部锚固等;全长锚固类锚杆是指锚固装置或锚杆杆体在全长范围内全部和锚杆孔壁接触的锚杆,包括各种摩擦式锚杆、全长砂浆锚杆、树脂锚杆和水泥锚杆等。
根据锚杆的锚固方式可分为机械式锚固型和黏结锚固型两类。
锚固装置或锚杆杆体和孔壁接触,靠摩擦力起锚固作用的锚杆,属于机械锚固型锚杆;锚杆杆体部分或全长利用树脂、砂浆、快硬水泥等胶结材料将锚杆杆体和锚杆孔壁黏结固定在一起,靠粘结力起锚固作用的锚杆属于黏结型锚杆。
用于制作锚杆的材料种类较多,根据锚杆的材质不同,又可将锚杆分为钢丝绳锚杆、普通钢筋锚杆、螺纹钢锚杆、玻璃钢锚杆、木锚杆和竹锚杆等类型。
第一节金属锚杆金属锚杆根据其锚固形式可分为机械式、管缝式和黏结式三大类。
一、机械式锚杆机械式锚杆使用最早、结构多样、数量较大的锚杆。
机械式锚杆的锚固机构本身是一个统一体,在安装锚杆时,锚固机构主要通过一个楔子系统在钻孔中进行轴向或径向相互错动而紧张在钻孔壁上。
锚固机构通过摩擦连接将锚固力多数传递给岩层。
机械式锚杆在安装时,多数产生预紧力。
有时,甚至锚固机构必须直接依靠预紧力来固定。
机械式锚杆的优点有:安装迅速,可即时达到承载力,可二次张紧,某些结构的锚杆还可以回收。
其缺点是:钻孔中的锚固段较短,在高应力区容易导致岩层破坏和锚固剂松动,锚固力一般偏低,只能适用于中等稳定以上的岩层条件。
机械式锚杆又可分为楔缝式锚杆、倒楔式锚杆和账壳式锚杆。
1.楔缝式锚杆楔缝式锚杆主要由杆体、楔子、垫板和螺母等组成,如1-1所示。
杆体直径包括18mm、20mm、22mm、25mm等规格,长度1200—1800mm;楔缝长150—250mm,宽2—3mm;楔子长130—150mm,宽18—25mm,上厚22—25mm,下厚3mm。
锚杆与锚筋桩施工
锚杆与锚筋桩3.1分类与特点边坡工程支护中广泛采用锚杆与锚筋桩主动支护岩土体,它们的主要作用是对边坡岩土体锁口、加固边坡浅层岩体,防止边坡岩体楔形滑动、坍塌失稳,限制岩体应力释放后裂隙扩张。
3.1.1锚杆的分类锚杆的分类方法很多,可以按照锚固长度、锚固方式、固结材料、锚杆的材料及施加应力的状态等进行分类。
常见锚杆分类见表3-1。
表3-1常见锚杆分类表3.1.2锚杆与锚筋桩特点(1)加筋性。
在边坡岩土体内安装锚杆、锚筋桩后可提高其承载能力,其原理与在混凝土中加入钢筋相似,在岩土体中起到骨架作用。
同时,锚杆、锚筋桩灌浆时,在压力作用下浆体填充孔道周边岩土体中裂隙,使裂隙间的摩擦力、黏结力增大,随着锚杆、锚筋桩数量增加,间排距减小,孔内灌浆量及渗透性扩大,岩土体的完整性明显改善。
(2)限制性。
边坡开挖后及时安装锚杆、锚筋桩,可限制岩体应力释放导致裂隙扩张;边坡开挖前安装超前锚杆和锚筋桩,对边坡岩土体预先施加应力,可减少对边坡岩体的扰动,有效限制边坡顶部岩体的松弛变形,防止楔形体滑动破坏。
(3)封闭性。
在边坡工程加固中,运用锚杆、锚筋桩、喷射混凝土联合支护,不仅加固了边坡浅层岩土体,而且可以封闭边坡表面岩土体,防止雨水冲刷和进一步风化。
锚杆、锚筋桩因杆体材料与黏结材料不同而体现其差异性特点,此外永久工程与临时工程采取的支护形式也不尽相同,常见锚杆、锚筋桩的特点见表3-2。
3.2结构与材料3.2.1锚杆结构与材料3.2.1.1锚杆结构(1)普通锚杆。
1)水泥砂浆锚杆。
一般由杆体、锚固段、外露段组成。
先插杆后注浆水泥砂浆锚杆结构见图3-1,先注浆后插杆水泥砂浆锚杆结构见图3-2。
图3-1先插杆后注浆水泥砂浆锚杆结构示意图1—锚杆孔;2—封堵塞子;3—排气管;4—锚杆体;5—注浆管;6—黏结材料(水泥砂浆)图3-2先注浆后插杆水泥砂浆锚杆结构示意图1一锚杆孔;2—固定楔子;3—锚杆体;4—黏结材料(水泥砂浆)2)快硬水泥卷锚杆、树脂锚杆。
锚杆支护的作用原理,
锚杆支护的作用原理,
悬吊作用原理:
锚杆支护通过锚杆将软弱、松动、不稳定的岩土体悬吊于稳定的岩土体中,以防止其离层滑落。
这种作用在地下工程锚固工程中,表现尤为突出。
起悬吊作用的锚杆,主要是提供足够拉力,用以克服滑落岩土体的重力或下滑力,来维持工程稳定。
组合梁作用原理:
这种原理是把薄层状岩体看成一种梁(简支梁),在没有锚固前,它们只是简单地叠合在一起。
由于层间抗剪力不足,在荷载作用下,单个梁均产生各自的弯曲变形,上下缘分别处于受压合受拉状态。
锚杆支护后,相当于用螺栓将它们紧固成组合梁,各层板便相互挤压层间摩擦阻力大为增加,内应力和绕度大为减少,于是增加了组合梁的抗弯强度。
挤压加固作用原理:
兰格通过光弹试验证实了锚杆的挤压加固作用,当在弹性体上安装具有预应力的锚杆时,发现弹性体内形成以锚杆两头为定点的锥形压缩带,若将锚杆以适当的间距排列,使相邻锚杆的锥形体压缩区相互重叠,便形成了一定厚度的连续压缩带。
围岩强度强化理论:
通过实验室相似材料模拟试验和理论分析,深化了锚杆支护的作用原理:可认为锚杆支护作用实质就是改善锚固区岩体力学参数,强化锚固区围岩强度,特别是强化围岩破裂后的强度,从而保持地下工程的围岩稳定。
锚杆分类及性能
锚杆分类及性能编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(锚杆分类及性能)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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锚杆分类目前用作支护的锚杆种类很多,按其与被支护体的锚固长度划分,可分为集中锚固类锚杆和全长锚固类锚杆。
集中锚固类锚杆是指锚杆装置和杆体只有一部分和锚杆孔壁相接触的锚杆。
包括端头锚固、点锚固和局部锚固等;全长锚固类锚杆是指锚固装置或锚杆杆体在全长范围内全部和锚杆孔壁接触的锚杆,包括各种摩擦式锚杆、全长砂浆锚杆、树脂锚杆和水泥锚杆等。
根据锚杆的锚固方式可分为机械式锚固型和黏结锚固型两类.锚固装置或锚杆杆体和孔壁接触,靠摩擦力起锚固作用的锚杆,属于机械锚固型锚杆;锚杆杆体部分或全长利用树脂、砂浆、快硬水泥等胶结材料将锚杆杆体和锚杆孔壁黏结固定在一起,靠粘结力起锚固作用的锚杆属于黏结型锚杆.用于制作锚杆的材料种类较多,根据锚杆的材质不同,又可将锚杆分为钢丝绳锚杆、普通钢筋锚杆、螺纹钢锚杆、玻璃钢锚杆、木锚杆和竹锚杆等类型。
第一节金属锚杆金属锚杆根据其锚固形式可分为机械式、管缝式和黏结式三大类.一、机械式锚杆机械式锚杆使用最早、结构多样、数量较大的锚杆。
机械式锚杆的锚固机构本身是一个统一体,在安装锚杆时,锚固机构主要通过一个楔子系统在钻孔中进行轴向或径向相互错动而紧张在钻孔壁上。
锚固机构通过摩擦连接将锚固力多数传递给岩层。
机械式锚杆在安装时,多数产生预紧力。
有时,甚至锚固机构必须直接依靠预紧力来固定.机械式锚杆的优点有:安装迅速,可即时达到承载力,可二次张紧,某些结构的锚杆还可以回收。
其缺点是:钻孔中的锚固段较短,在高应力区容易导致岩层破坏和锚固剂松动,锚固力一般偏低,只能适用于中等稳定以上的岩层条件。
有关公路工程施工名词解释
1桩号公路桩号沿着道路前进方向,起点处的桩号是0k+000,每隔一定距离(如100米)做1桩号标记,并在相应有需要的地方进行标记,但应以设计图纸上表明的为准。
施工前,对设计基础桩进行统一编号,以利于施工,号码不重复,且唯一。
例如:起点桩号K200+500,终点桩号K350+800 (K200+500~K350+800)意为:公路200公里处再过500米为开始处,直到350公里再过800米处的这段路。
(K为千米/公里)计算路长:350.800 - 200.500=150.300km还有k-0+100之类的情况,这种有负的情况,说明路是按两个方向分的,有一个是正方向,另一个则是反方向,类似坐标轴。
例如:规定k0+000为中庄编号,东面为正西面为负,东面一百米表示为k0+100,西面一百米则表示为k-0+100。
2“公路放线”是什么意思?放线工作就是将设计图纸的样放到实地,为下一步的征地拆迁工作的提供依据。
主要是恢复中线和放好边线,界定好公路的用地宽度。
放线工作做好后,进入征地拆迁工作。
正常情况下,招投标完成前,征地拆迁工作必须完成,以便于施工单位进场施工。
进入施工阶段需要多长时间主要是以招投标的进展情况来定,一般要2到3个月。
开工之后,施工员要想把房子立起来做的第一件事就是定位放线;所谓放线就是根据规划及设计出具的图纸及相关资料,通过经纬仪或全站仪把坐标从图纸上换到现实中来,定出2个坐标点后,根据这2个点放出建筑物四个角的具体位置,之后经过甲方与监理检查通过就算过关了。
放线工作就是定位放样出公路施工区域范围,复核所在工程的工程量。
放线工作结束是指已完成路线走向测定。
放线结束后就是征地拆迁、施工准备。
像这种情况应该马上就要进入施工阶段了。
3里程桩又称中桩,表示该桩至路线起点的水平距离。
如: K7+814.19 表示该桩距路线起点的里程为 7814.19m 。
分为整桩和加桩。
1、整桩。
一般每隔 20m 或 50m 设一个。
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2
一岩 石;
3
一托
约束 而 产 生 环 向 压 缩 变 形
通 过 测 定得 知
,
锚 杆 在 安 装 后 能立 即 提供 支 承 抗 力
,
,
锚 杆 进 入 锚 杆 孔 后 其 环 向 应 变 远 比纵 向 应 变 高
,
有 利 于 及时控 制 围岩 变形
约高 一个数 量级
133邵
,
。
锚杆 在1 8 2 o k g
,
。
动 冲击
。
将杆 体 折 曲
,
从 而 进 一 步锚 固 住 岩
,
在 超 限 应 力或膨 胀 性 围 岩 中
,
。
DOI:10.13199/j.cst.1984.06.16.chenglk.005
耀黔
管 缝 式 错 杆 的 力 学作 用 和 加 固 效 果
冶金部建 筑研 究总 院
,
程 良奎
冯 申铎
,
力
一
、
将 锚杆 间 的 岩 层 挤 紧
阻 止岩 石 滑 移 和 坠 落
抑 制 围 岩 裂隙 张
‘
工 作 原 理 与 力 学作 用
.
,
,
锚杆 周 围 的 岩石 就 处 于 三 维 压 缩 状 态 按 一 定 间 距 布 置 的 锚杆 群 加 固 的
,
长度 一般 为1 2
、
1
.
5
、
1 5
.
、
2
0
和
2
.
sm
L J
n
(图 1 )
种规格
成型
X
。
。
钢 材 选 用 壁 厚 2 0 一 2 sm m
.
的1 6 M
x
范 围就 形 成 一 个 岩 石 压 缩 带
m
的推 力
普 通 砂浆 锚杆 虽 具 有 全 长 锚 固 的 特 点
抗力
。
作 用 下 进 入 比其 直 径 小 Z m
向应 变为
的孔 中
,
最 大纵
。
但其 不 能 在 安 装 后 就 及 时 地 向 围 岩提 供 支 护 管 缝 式 锚 杆 在 安装 过 程 中 就 可 产 生 相
。
最 大 环 向应 变 为
改善 了围岩应
和2 0 M s i 带钢
n
,
锚 杆 采 用 门 架式 焊管 机 卷 压 尺寸 为
。
力状 态
,
围 岩 得 以 稳定
。
, 钢 托板 采用 A 3 钢
。
1 50
15 0
6m m
t 锚 杆 抗拉 断能 力为 1 3
月.
.
.
.
管 缝 式 锚 杆 与其 它 类 型 锚 杆 相 比
,
具有
新 的工 作 原 理 和 优 越 的 力 学 特性
。
砂页岩 绿泥岩
、
砂 页岩
灰 绿 色 页岩 碎 裂岩
湘 潭 锰 矿黄 峰 寺 井 风 化 灰 绿 色板 岩
5 …
、
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均 匀受 力
。
即 使 锚杆 与 岩 层 发生 滑
,
。
,‘ UU ” ‘ , J 民 丹 O二 U n
5一7 o t
.
锚
。
经测 定
, 。
,
该 径 向压 力 的 平 均 值一 般 大
(下 表 )
于 4 ok g / C m
在 实际 工 程 中 正 是 这 种 径 向
:
这 就 为 早 期 及 时 地 控制 围 岩 变 形 创 造 了极 为
有利 的 条 件
, 点
。
流 变 岩 体 更 具 有 良好 的 适 应 性
开
,
。
管缝 式 锚 杆 是 一 条 沿 纵 向 开 缝 的 高 强 度
此外
,
托 板在 锚杆安 装 时 紧 压 在 岩石
.
钢管
环
。
,
上 端部 稍 呈 锥 体 状
.
,
下端 部 焊 有 钢
,
上 样
,
对 岩石 产生 约 3
。
O
t
左 右 的支承 抗 力 这
。
锚 杆直 径 为 3 8 一 4 1
.
sm m
.
缝 宽 i 4m m
当 锚杆 从 岩 层 中 拔 出 5 0 ~
0
.
锚 固力 随 时 间而 增加
,
时
,
锚 固力仅 降 低
。
5 一0
.
8 t,
实际
机械 式 点锚 固 锚 杆 在 锚 固 过 程 中 会 产生 严 重 的应 力 集 中
冲击
、
上 只 是 损 失 了未 与岩 层 接触 的 那 段锚杆 长 度
由 于 岩 层 断裂
4
.
。
, . 式 . 杆的 初 甘 一 力 衰
围岩 位 移 以 后 仍 能保 持 锚 固 力
,
}
岩
石
锚 杆 长 度 初锚 固 力
(m )
, .. ‘ ‘ 1 ‘ , 压 三 1
管 缝 式 锚杆 的 一 个 重 要 特 点
锚固
,
就 是 全长 这 已为 大
3
( t )
湘 东铁 矿 清 水 矿 湘 东铁 矿 潞 水 矿 湘潭 锰 矿红 旗 矿 焦家金 矿 3
点是
:
。
其主 要 特
围岩 处 于
一
匕-
1
.
对 围岩 施 加 三 向 预 应 力
,
压缩 状态
非 张 拉 的 砂 浆锚杆 不 能 对岩 石 施 加 预 应
力
,
是 一 种被 动 的 岩 石 锚 固装 置
, 。
。
机 械式 点
锚 固 锚杆
也 只 能 沿 锚 杆 杆体 轴线 方 向 对岩
石施 加预 应力 应力
2
。
管 缝 式锚 杆
,
则 可 在 平 行及
垂 直 于 杆 体 轴 线 的 方 向上 同 时 对 岩 石 施 加 预
图
1
锚 杆周 围的岩石 处于 直 径 稍小 (一 般 小
一
3 m m )
1
的锚 杆 孔 中
,
杆体 受到 孔 壁 的
。
一 杆 休和 托 板 作 川 在 岩 石 上 的 力 板; 4一挡环 2
,
爆 破 震动
,
上 的摩 擦 阻 力 钻孔中
,
拔 出部 分 的 锚 杆 若 重 新 打 入
。
锚 杆蠕 变 或 其它 因 素 的 影 响
锚 杆锚
锚杆 的 锚 固 力就恢 复 原状
固 力 急剧 下 降甚 至 不 起 作 用
岩 层 失 去 约
O ) 目 只 您
束 象
层
。
管 缝式 锚杆 在 工 作 中 没 有 应 力 集 中现 岩 层 的 剪 切位 移 或 采 掘 过 程 中 的 爆 破 震
. 斤 口 l J 台 匕 吕
i 一 组 口 J l 了 舀 ‘ , 口 尸 , 勺U n
动
,
而 仍能 保 持 相 当 高 的 锚 固 力
从图
量 的锚杆 拉 拔 试 验 所证 实 力关 系 曲 线 可 见
100m m
,
所示 的几
个 金 属矿 山工 程 中实 测 的 锚 杆 拔 出 量 与 锚 固
15 。 胭
锚
,
杆 材料 本 身 屈 服 强 度 和 弹 性 模 量都 比 较 高
压力
・
当高 的支 护抗力
对 不 同岩 层 条 件 下
.
2
0 余
,
锚杆必 然 在 全 长 范 围 内 对 钻 眼 孔 壁 施 加 径 向
。
根 管 缝 式 锚 杆 所 作 的 拉 拔 试 验结 果 表 明 杆 的 初锚 固 力 一 般 为 3