一、錨桿支護是主動支護還是被動支護
錨桿支護是一種利用錨桿將不穩定巖體或土層與穩定巖體或土層連接起來,從而增強整體穩定性的支護方式。在地下工程中,錨桿支護廣泛應用于隧道、礦井等工程領域,用于防止巖體坍塌、提高工程穩定性。在(zai)地下工程支護技術中,通常將支護方式分為主(zhu)動(dong)支護和被動(dong)支護兩種(zhong)。
主動(dong)支護(hu)是(shi)指在(zai)工(gong)程(cheng)開挖前或開挖過程(cheng)中,通過采取(qu)一系列(lie)措施,主動(dong)增(zeng)強巖(yan)體的(de)穩(wen)(wen)定性,防止其發(fa)生(sheng)坍塌或滑移(yi)。主動(dong)支護(hu)方式能(neng)夠充分發(fa)揮巖(yan)體的(de)自穩(wen)(wen)能(neng)力(li),提高工(gong)程(cheng)的(de)安(an)全性。
被動支護(hu)則(ze)是在(zai)巖體發生變(bian)形或位移后,通(tong)過采(cai)取相應的(de)支護(hu)措(cuo)施,防止其繼續發展(zhan)。被動支護(hu)方式通(tong)常(chang)是在(zai)巖體已經(jing)失去自穩能(neng)力后采(cai)取的(de)補救措(cuo)施,其效果(guo)往(wang)往(wang)受到巖體變(bian)形程度的(de)限制(zhi)。
根據上述分析,我們可以得出結論:錨桿支護屬于主動支護方式。在(zai)錨桿支護(hu)過(guo)程中(zhong),通常在(zai)工程開挖前(qian)或開挖過(guo)程中(zhong),通過(guo)預(yu)先在(zai)巖(yan)(yan)體(ti)中(zhong)鉆孔并安裝錨桿,利用(yong)錨桿的預(yu)緊力將(jiang)不穩定巖(yan)(yan)體(ti)與穩定巖(yan)(yan)體(ti)連接起來,從而增強巖(yan)(yan)體(ti)的整體(ti)穩定性。這種支護(hu)方式充分發揮了(le)巖(yan)(yan)體(ti)的自穩能(neng)力,能(neng)夠有效(xiao)地(di)防止(zhi)巖(yan)(yan)體(ti)發生坍塌或滑(hua)移。
相比之下,被動(dong)支護方式通常是在巖(yan)(yan)體已經發(fa)生變(bian)形(xing)或位(wei)(wei)移后(hou)采(cai)取的(de)補救(jiu)措施,其效(xiao)果往(wang)往(wang)受到巖(yan)(yan)體變(bian)形(xing)程度的(de)限制。而錨桿支護則(ze)能(neng)夠在巖(yan)(yan)體發(fa)生變(bian)形(xing)或位(wei)(wei)移之前,通過主動(dong)增(zeng)強(qiang)巖(yan)(yan)體的(de)穩定性,提高工程的(de)安(an)全性。
二、錨桿支護的作用原理
1、懸吊作用原理
錨(mao)桿(gan)(gan)支護通過(guo)錨(mao)桿(gan)(gan)將軟弱(ruo)、松動、不(bu)穩(wen)定(ding)(ding)的(de)巖土(tu)(tu)(tu)體懸吊于穩(wen)定(ding)(ding)的(de)巖土(tu)(tu)(tu)體中,以防(fang)止其離層滑落。這種(zhong)作(zuo)用(yong)在地(di)下(xia)工程錨(mao)固工程中,表(biao)現(xian)尤為突出。起懸吊作(zuo)用(yong)的(de)錨(mao)桿(gan)(gan),主要是提供(gong)足夠拉(la)力(li),用(yong)以克服滑落巖土(tu)(tu)(tu)體的(de)重力(li)或下(xia)滑力(li),來維持工程穩(wen)定(ding)(ding)。
2、組合梁作用原理
這種原理是(shi)把薄層狀巖體看成一(yi)(yi)種梁(liang)(liang)(簡支梁(liang)(liang)),在沒(mei)有錨(mao)固前(qian),它(ta)們只是(shi)簡單(dan)地疊(die)合(he)在一(yi)(yi)起。由于(yu)層間(jian)抗剪力(li)不足,在荷載(zai)作用下,單(dan)個梁(liang)(liang)均(jun)產生各(ge)自的(de)(de)彎曲變形(xing),上下緣(yuan)分(fen)別處(chu)于(yu)受(shou)壓合(he)受(shou)拉狀態(tai)。錨(mao)桿支護后(hou),相當于(yu)用螺栓將它(ta)們緊(jin)固成組(zu)合(he)梁(liang)(liang),各(ge)層板便相互擠壓層間(jian)摩擦阻力(li)大為(wei)增加,內應力(li)和繞度(du)大為(wei)減(jian)少,于(yu)是(shi)增加了(le)組(zu)合(he)梁(liang)(liang)的(de)(de)抗彎強(qiang)度(du)。
3、擠壓加固作用原理
通過光彈(dan)試(shi)驗證實(shi)了錨(mao)桿(gan)(gan)的擠壓加固作用,當在彈(dan)性體上(shang)安裝具有預(yu)應力的錨(mao)桿(gan)(gan)時,發(fa)現(xian)彈(dan)性體內形(xing)成以錨(mao)桿(gan)(gan)兩(liang)頭(tou)為定(ding)點的錐形(xing)壓縮帶(dai),若將錨(mao)桿(gan)(gan)以適當的間距排列,使相鄰(lin)錨(mao)桿(gan)(gan)的錐形(xing)體壓縮區相互重疊,便形(xing)成了一定(ding)厚度的連續(xu)壓縮帶(dai)。
4、圍巖強度強化理論
通過實驗(yan)(yan)室相似材料(liao)模擬試驗(yan)(yan)和理(li)論分(fen)析,深(shen)化了(le)錨桿支(zhi)護的(de)作用原理(li):可認為錨桿支(zhi)護作用實質就是(shi)改善(shan)錨固區(qu)巖(yan)(yan)體力學參數,強化錨固區(qu)圍巖(yan)(yan)強度(du),特別是(shi)強化圍巖(yan)(yan)破裂后的(de)強度(du),從而(er)保持地下工程的(de)圍巖(yan)(yan)穩定(ding)。
三、錨桿支護的構件及作用
錨(mao)桿支護(hu)(hu)系(xi)統由多個(ge)(ge)關鍵(jian)構件(jian)組成,每個(ge)(ge)構件(jian)都發揮(hui)著不可或缺的作用,共同確保錨(mao)桿支護(hu)(hu)系(xi)統的穩定性和有效(xiao)性。以下是對錨(mao)桿支護(hu)(hu)系(xi)統主(zhu)要(yao)構件(jian)及其作用的詳細闡述:
1、錨桿體
錨桿(gan)(gan)體(ti)(ti)是(shi)錨桿(gan)(gan)支護(hu)系(xi)統的核心構(gou)(gou)件,通常由高強度、耐腐蝕的金屬材料(liao)(如鋼筋、鋼管等(deng))制成。錨桿(gan)(gan)體(ti)(ti)的主(zhu)要(yao)作用是(shi)將支護(hu)力(li)傳遞給(gei)圍巖(yan),形成承載結構(gou)(gou)。其長度、直(zhi)徑(jing)和材質的選擇(ze)需根據具體(ti)(ti)地質條件和支護(hu)要(yao)求來確定,以確保錨桿(gan)(gan)體(ti)(ti)能(neng)夠(gou)牢固(gu)地插(cha)入圍巖(yan)中,并承受(shou)足夠(gou)的拉(la)力(li)和剪力(li)。
2、錨固劑
錨(mao)固(gu)劑(ji)是錨(mao)桿(gan)支護(hu)系(xi)統中用于固(gu)定(ding)錨(mao)桿(gan)體(ti)的關鍵材料。它通常采用樹脂、水泥基或(huo)其他高強度化學材料制成(cheng),能(neng)夠在錨(mao)桿(gan)體(ti)插(cha)入(ru)圍(wei)巖(yan)后迅(xun)速固(gu)化,形成(cheng)強大的錨(mao)固(gu)力。錨(mao)固(gu)劑(ji)的作用是將(jiang)錨(mao)桿(gan)體(ti)與圍(wei)巖(yan)緊密地結合在一起,防止錨(mao)桿(gan)體(ti)松(song)動或(huo)脫落,從而(er)確保支護(hu)系(xi)統的穩定(ding)性和可(ke)靠性。
3、墊板與螺母
墊板和螺母是錨桿支護系(xi)統中的(de)連接(jie)構(gou)件,用于將(jiang)錨桿體的(de)拉緊(jin)力(li)傳遞(di)到圍巖(yan)上。墊板(ban)(ban)(ban)通常放(fang)置在圍巖(yan)表面與(yu)錨桿體之間,用于增大接(jie)觸面積(ji)和(he)分散應力(li)。螺母則用于將(jiang)錨桿體鎖緊(jin)在墊板(ban)(ban)(ban)上,防止(zhi)其(qi)松動。墊板(ban)(ban)(ban)和(he)螺母的(de)選(xuan)擇需根據(ju)錨桿體的(de)規格和(he)圍巖(yan)的(de)性質來確定,以確保連接(jie)牢固(gu)、可靠(kao)。
4、托盤
托(tuo)(tuo)盤是(shi)錨桿支護系統中(zhong)的(de)輔助構(gou)件,用(yong)(yong)于進(jin)一(yi)步分散錨桿體對圍巖(yan)的(de)應力(li),并增加支護面積。托(tuo)(tuo)盤通常與(yu)墊板(ban)配合(he)使用(yong)(yong),放置在墊板(ban)上方,通過(guo)螺(luo)栓或焊接等方式與(yu)錨桿體連接。托(tuo)(tuo)盤的(de)設計需考慮其承載能(neng)(neng)力(li)、變形性能(neng)(neng)和耐久(jiu)性等因素,以(yi)確保在支護過(guo)程中(zhong)能(neng)(neng)夠(gou)保持穩定的(de)支護效果。