一、錨桿支護(hù)是主動(dòng)支護(hù)還是被動(dòng)支護(hù)
錨桿支護(hù)是一種利用錨桿將不穩(wěn)定巖體或土層與穩(wěn)定巖體或土層連接起來,從而增強(qiáng)整體穩(wěn)定性的支護(hù)方式。在地下工程中,錨桿支護(hù)廣泛應(yīng)用于隧道、礦井等工程領(lǐng)域,用于防止巖體坍塌、提高工程穩(wěn)定性。在地下工程支護(hù)技術(shù)中,通常將支護(hù)方式分為主動(dòng)支護(hù)和被動(dòng)支護(hù)兩種。
主動(dòng)支護(hù)是指在工程開挖前或開挖過程中,通過采取一系列措施,主動(dòng)增強(qiáng)巖體的穩(wěn)定性,防止其發(fā)生坍塌或滑移。主動(dòng)支護(hù)方式能夠充分發(fā)揮巖體的自穩(wěn)能力,提高工程的安全性。
被動(dòng)支護(hù)則是在巖體發(fā)生變形或位移后,通過采取相應(yīng)的支護(hù)措施,防止其繼續(xù)發(fā)展。被動(dòng)支護(hù)方式通常是在巖體已經(jīng)失去自穩(wěn)能力后采取的補(bǔ)救措施,其效果往往受到巖體變形程度的限制。
根據(jù)上述分析,我們可以得出結(jié)論:錨桿支護(hù)屬于主動(dòng)支護(hù)方式。在錨桿支護(hù)過程中,通常在工程開挖前或開挖過程中,通過預(yù)先在巖體中鉆孔并安裝錨桿,利用錨桿的預(yù)緊力將不穩(wěn)定巖體與穩(wěn)定巖體連接起來,從而增強(qiáng)巖體的整體穩(wěn)定性。這種支護(hù)方式充分發(fā)揮了巖體的自穩(wěn)能力,能夠有效地防止巖體發(fā)生坍塌或滑移。
相比之下,被動(dòng)支護(hù)方式通常是在巖體已經(jīng)發(fā)生變形或位移后采取的補(bǔ)救措施,其效果往往受到巖體變形程度的限制。而錨桿支護(hù)則能夠在巖體發(fā)生變形或位移之前,通過主動(dòng)增強(qiáng)巖體的穩(wěn)定性,提高工程的安全性。
二、錨桿支護(hù)的作用原理
1、懸吊作用原理
錨桿支護(hù)通過錨桿將軟弱、松動(dòng)、不穩(wěn)定的巖土體懸吊于穩(wěn)定的巖土體中,以防止其離層滑落。這種作用在地下工程錨固工程中,表現(xiàn)尤為突出。起懸吊作用的錨桿,主要是提供足夠拉力,用以克服滑落巖土體的重力或下滑力,來維持工程穩(wěn)定。
2、組合梁作用原理
這種原理是把薄層狀巖體看成一種梁(簡(jiǎn)支梁),在沒有錨固前,它們只是簡(jiǎn)單地疊合在一起。由于層間抗剪力不足,在荷載作用下,單個(gè)梁均產(chǎn)生各自的彎曲變形,上下緣分別處于受壓合受拉狀態(tài)。錨桿支護(hù)后,相當(dāng)于用螺栓將它們緊固成組合梁,各層板便相互擠壓層間摩擦阻力大為增加,內(nèi)應(yīng)力和繞度大為減少,于是增加了組合梁的抗彎強(qiáng)度。
3、擠壓加固作用原理
通過光彈試驗(yàn)證實(shí)了錨桿的擠壓加固作用,當(dāng)在彈性體上安裝具有預(yù)應(yīng)力的錨桿時(shí),發(fā)現(xiàn)彈性體內(nèi)形成以錨桿兩頭為定點(diǎn)的錐形壓縮帶,若將錨桿以適當(dāng)?shù)拈g距排列,使相鄰錨桿的錐形體壓縮區(qū)相互重疊,便形成了一定厚度的連續(xù)壓縮帶。
4、圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論
通過實(shí)驗(yàn)室相似材料模擬試驗(yàn)和理論分析,深化了錨桿支護(hù)的作用原理:可認(rèn)為錨桿支護(hù)作用實(shí)質(zhì)就是改善錨固區(qū)巖體力學(xué)參數(shù),強(qiáng)化錨固區(qū)圍巖強(qiáng)度,特別是強(qiáng)化圍巖破裂后的強(qiáng)度,從而保持地下工程的圍巖穩(wěn)定。
三、錨桿支護(hù)的構(gòu)件及作用
錨桿支護(hù)系統(tǒng)由多個(gè)關(guān)鍵構(gòu)件組成,每個(gè)構(gòu)件都發(fā)揮著不可或缺的作用,共同確保錨桿支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性。以下是對(duì)錨桿支護(hù)系統(tǒng)主要構(gòu)件及其作用的詳細(xì)闡述:
1、錨桿體
錨桿體是錨桿支護(hù)系統(tǒng)的核心構(gòu)件,通常由高強(qiáng)度、耐腐蝕的金屬材料(如鋼筋、鋼管等)制成。錨桿體的主要作用是將支護(hù)力傳遞給圍巖,形成承載結(jié)構(gòu)。其長(zhǎng)度、直徑和材質(zhì)的選擇需根據(jù)具體地質(zhì)條件和支護(hù)要求來確定,以確保錨桿體能夠牢固地插入圍巖中,并承受足夠的拉力和剪力。
2、錨固劑
錨固劑是錨桿支護(hù)系統(tǒng)中用于固定錨桿體的關(guān)鍵材料。它通常采用樹脂、水泥基或其他高強(qiáng)度化學(xué)材料制成,能夠在錨桿體插入圍巖后迅速固化,形成強(qiáng)大的錨固力。錨固劑的作用是將錨桿體與圍巖緊密地結(jié)合在一起,防止錨桿體松動(dòng)或脫落,從而確保支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
3、墊板與螺母
墊板和螺母是錨桿支護(hù)系統(tǒng)中的連接構(gòu)件,用于將錨桿體的拉緊力傳遞到圍巖上。墊板通常放置在圍巖表面與錨桿體之間,用于增大接觸面積和分散應(yīng)力。螺母則用于將錨桿體鎖緊在墊板上,防止其松動(dòng)。墊板和螺母的選擇需根據(jù)錨桿體的規(guī)格和圍巖的性質(zhì)來確定,以確保連接牢固、可靠。
4、托盤
托盤是錨桿支護(hù)系統(tǒng)中的輔助構(gòu)件,用于進(jìn)一步分散錨桿體對(duì)圍巖的應(yīng)力,并增加支護(hù)面積。托盤通常與墊板配合使用,放置在墊板上方,通過螺栓或焊接等方式與錨桿體連接。托盤的設(shè)計(jì)需考慮其承載能力、變形性能和耐久性等因素,以確保在支護(hù)過程中能夠保持穩(wěn)定的支護(hù)效果。