錨桿,英文“Bolt”,;“bolting(準(zhǔn)確稱謂)”,;“anchor(早期稱謂)”是當(dāng)代煤礦當(dāng)中巷道支護(hù)的基本的組成部分,他將巷道的圍巖加固在一起,,使圍巖自身支護(hù)自身?,F(xiàn)在錨桿不僅用于礦山,也用于工程技術(shù)中,,對(duì)邊坡,,隧道,壩體進(jìn)行主體加固,。錨桿作為地下工程和巖石邊坡的主要支護(hù)形式之一,,尤其是在節(jié)理裂隙巖體中,錨桿對(duì)巖體的加固作用十分明顯,。
基本介紹
1 錨桿
組成錨桿必須具備幾個(gè)因素:
①一個(gè)抗拉強(qiáng)度高于巖土體的桿體
②桿體一端可以和巖土體緊密接觸形成摩擦(或粘結(jié))阻力
③桿體位于巖土體外部的另一端能夠形成對(duì)巖土體的徑向阻力
錨桿作為深入地層的受拉構(gòu)件,,它一端與工程構(gòu)筑物連接,另一端深入地層中,,整根錨桿分為自由段和錨固段,,自由段是指將錨桿頭處的拉力傳至錨固體的區(qū)域,其功能是對(duì)錨桿施加預(yù)應(yīng)力,;錨固段是指水泥漿體將預(yù)應(yīng)力筋與土層粘結(jié)的區(qū)域,其功能是將錨固體與土層的粘結(jié)摩擦作用增大,,增加錨固體的承壓作用,,將自由段的拉力傳至土體深處,。
根據(jù)上述定義,給出了錨桿的基本結(jié)構(gòu),。
2 主要作用
錨桿
① 錨桿懸吊作用:錨桿穿過(guò)軟弱,、松動(dòng)的巖土體上,提供足夠的拉力,,克服滑落巖土體的自重和下滑力,,防止洞壁滑移、塌落,。
② 擠壓加固作用:錨桿受力后,,在周圍一定范圍內(nèi)形成壓縮區(qū)。將錨桿以適當(dāng)?shù)姆绞脚帕?,使相鄰錨桿各自形成的壓縮區(qū)相互重疊形成壓縮帶,。壓縮帶內(nèi)的松動(dòng)地層通過(guò)錨桿加固,整體性增強(qiáng),,承載能力提高,。
③ 組合梁(拱)作用:錨桿插入地層內(nèi)一定深度后,在錨固力作用下的地層間相互擠壓,,層間摩阻力增大,,內(nèi)應(yīng)力和撓度大為減小,相當(dāng)于將簡(jiǎn)單疊合的數(shù)層梁(拱)變成組合梁(拱),。組合梁(拱)的抗彎剛度和強(qiáng)度大為提高,,從而增強(qiáng)了地層的承載能力。錨桿提供的錨固力愈大,,作用愈明顯,。
④ 錨桿長(zhǎng)度:錨桿按照設(shè)計(jì)、能有效發(fā)揮其作用時(shí)所需的總長(zhǎng)度,。按懸吊作用計(jì)算時(shí),,是錨固長(zhǎng)度、加固長(zhǎng)度和外露長(zhǎng)度之和,。按組合梁(拱)作用計(jì)算時(shí),,是1.2倍組合梁(拱)的高度和外露長(zhǎng)度之和。實(shí)際取值時(shí),,還應(yīng)考慮開(kāi)挖輪廓線不平整而增加的附加長(zhǎng)度,。
⑤ 錨固長(zhǎng)度:錨桿錨入地層中的長(zhǎng)度,可按經(jīng)驗(yàn)選取或按計(jì)算選取,。按經(jīng)驗(yàn)選取時(shí),,考慮錨固方式和錨桿直徑。按計(jì)算選取時(shí),考慮砂漿與錨桿的粘結(jié)力和砂漿與孔壁的粘結(jié)力,。
⑥ 加固長(zhǎng)度:按沿錨桿方向所懸吊的危巖的高度,,或圍巖荷載高度,也可用聲波等測(cè)試技術(shù)測(cè)量的松動(dòng)圈厚度的方法來(lái)確定,。
⑦ 錨桿拉撥試驗(yàn):檢驗(yàn)錨桿施工質(zhì)量,、測(cè)定錨桿抗拔力的方法之一。在錨桿未被噴射混凝土覆蓋之前,,用錨桿拉力計(jì)或扭力矩扳手直接進(jìn)行測(cè)定,。夾住錨桿后,緩慢均勻加壓,,直至壓力表讀數(shù)達(dá)到與設(shè)計(jì)值相對(duì)應(yīng)的數(shù)值為止,,或使錨桿松動(dòng)為止,一般不做破壞性試驗(yàn),。在錨桿被噴射混凝土覆蓋后,,用錨桿探測(cè)儀探明后,將錨桿刨出再進(jìn)行測(cè)定,。檢測(cè)數(shù)量按洞室每長(zhǎng)30─50米或每300根錨桿取樣一組,,每組不得少于3根,應(yīng)在檢查點(diǎn)同一斷面內(nèi)的一排錨桿中均勻選取,。
錨桿是巖土體加固的桿件體系結(jié)構(gòu),。
通過(guò)錨桿桿體的縱向拉力作用,克服巖土體抗拉能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗壓能力的缺點(diǎn),。
表面上看是限制了巖土體脫離原體,。
宏觀上看是增加了巖土體的粘聚性。
從力學(xué)觀點(diǎn)上是主要是提高了圍巖體的粘聚力C和內(nèi)摩擦角φ,。
其實(shí)質(zhì)上錨桿位于巖土體內(nèi)與巖土體形成一個(gè)新的復(fù)合體,。這個(gè)復(fù)合體中的錨桿是解決圍巖體的抗拉能力低的缺點(diǎn)。從而使得巖土體自身的承載能力大大加強(qiáng),。
錨桿是當(dāng)代地下開(kāi)采的礦山當(dāng)中巷道支護(hù)的基本的組成部分,他將巷道的圍巖束縛在一起,使圍巖自身,。
支護(hù)自身現(xiàn)在錨桿不僅用于礦山,也用于工程技術(shù)中,,對(duì)邊坡,,隧道,壩體等進(jìn)行主動(dòng)加固,。[1]
3 實(shí)際運(yùn)用
自1912年,德國(guó)謝列茲礦先采用錨桿支護(hù)井下巷道以來(lái),錨桿支護(hù)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便,、成本低和對(duì)工程適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),在土木工程(包括采礦工程)中得到了廣泛應(yīng)用。如我國(guó)的世紀(jì)工程———三峽工程,其大壩施工中使用了大量錨桿(索)維護(hù)開(kāi)挖的邊坡,、巖壁,。又如我國(guó)煤礦開(kāi)采中,每年新掘的錨噴支護(hù)的井巷工程長(zhǎng)達(dá)2000km。但是,錨桿支護(hù)作用理論的研究落后于其工程應(yīng)用是不爭(zhēng)的事實(shí),使得錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)中,還多采用技術(shù)要求低、成本低和管理容易的工程類比的經(jīng)驗(yàn)方法,。
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