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。在地下工(gong)程支(zhi)(zhi)護(hu)技術中,通常將(jiang)支(zhi)(zhi)護(hu)方式分為主動(dong)支(zhi)(zhi)護(hu)和被動(dong)支(zhi)(zhi)護(hu)兩種。
主(zhu)動支(zhi)護是(shi)指在工程(cheng)開(kai)挖前或開(kai)挖過程(cheng)中,通過采(cai)取(qu)一系列措(cuo)施,主(zhu)動增強巖體的(de)穩定性,防止其發生坍(tan)塌或滑移(yi)。主(zhu)動支(zhi)護方式能夠充分發揮巖體的(de)自穩能力,提高工程(cheng)的(de)安全性。
被動支護則是(shi)在(zai)巖體發(fa)生(sheng)變形(xing)(xing)或(huo)位移后(hou),通過采取(qu)相應的支護措(cuo)施(shi),防止其(qi)繼續發(fa)展。被動支護方式通常是(shi)在(zai)巖體已(yi)經失去自穩能力后(hou)采取(qu)的補救措(cuo)施(shi),其(qi)效(xiao)果往(wang)(wang)往(wang)(wang)受到巖體變形(xing)(xing)程度的限制。
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(gan)支(zhi)護過程(cheng)中(zhong),通常在(zai)工程(cheng)開挖(wa)(wa)前(qian)或(huo)開挖(wa)(wa)過程(cheng)中(zhong),通過預先在(zai)巖體中(zhong)鉆孔并安裝錨桿(gan),利用(yong)錨桿(gan)的預緊力(li)(li)將不穩(wen)定巖體與穩(wen)定巖體連接起來(lai),從而增強巖體的整體穩(wen)定性。這種支(zhi)護方式充分發揮了(le)巖體的自(zi)穩(wen)能力(li)(li),能夠有(you)效地(di)防止巖體發生坍塌(ta)或(huo)滑移。
相比之下,被動支(zhi)護方式通常(chang)是在(zai)巖體(ti)(ti)已經發生(sheng)變形或位(wei)移(yi)后采取的補(bu)救措施,其效果(guo)往往受到巖體(ti)(ti)變形程度的限制。而(er)錨(mao)桿支(zhi)護則能(neng)夠在(zai)巖體(ti)(ti)發生(sheng)變形或位(wei)移(yi)之前(qian),通過主動增強巖體(ti)(ti)的穩定性,提(ti)高工程的安全性。
二、錨桿支護的作用原理
1、懸吊作用原理
錨(mao)(mao)桿支護通過錨(mao)(mao)桿將軟(ruan)弱、松動(dong)、不(bu)穩定(ding)的巖(yan)土體懸吊(diao)于穩定(ding)的巖(yan)土體中,以(yi)防止(zhi)其離層(ceng)滑(hua)落。這種作(zuo)用在地下工程(cheng)錨(mao)(mao)固工程(cheng)中,表(biao)現尤為(wei)突(tu)出。起懸吊(diao)作(zuo)用的錨(mao)(mao)桿,主要是提(ti)供足夠拉力(li),用以(yi)克服(fu)滑(hua)落巖(yan)土體的重力(li)或下滑(hua)力(li),來維持工程(cheng)穩定(ding)。
2、組合梁作用原理
這種(zhong)原理是(shi)(shi)把薄層狀(zhuang)巖體看(kan)成一(yi)(yi)種(zhong)梁(liang)(簡(jian)支(zhi)梁(liang)),在沒有錨固前,它們只是(shi)(shi)簡(jian)單(dan)地疊合在一(yi)(yi)起。由(you)于層間抗(kang)剪力(li)不足,在荷(he)載(zai)作(zuo)用下,單(dan)個梁(liang)均產(chan)生各自(zi)的彎曲變形,上下緣分別處于受壓(ya)合受拉狀(zhuang)態。錨桿支(zhi)護(hu)后,相當于用螺栓將(jiang)它們緊(jin)固成組合梁(liang),各層板便相互擠壓(ya)層間摩擦(ca)阻(zu)力(li)大為增加,內應力(li)和繞度大為減少(shao),于是(shi)(shi)增加了組合梁(liang)的抗(kang)彎強度。
3、擠壓加固作用原理
通過光(guang)彈試驗證實了錨桿的(de)擠(ji)壓(ya)加固作用(yong),當在彈性體上安裝具有(you)預(yu)應力(li)的(de)錨桿時,發(fa)現彈性體內形(xing)成(cheng)以錨桿兩頭為定點的(de)錐形(xing)壓(ya)縮帶,若將錨桿以適當的(de)間距排列,使相(xiang)鄰錨桿的(de)錐形(xing)體壓(ya)縮區相(xiang)互重疊,便形(xing)成(cheng)了一定厚(hou)度的(de)連續壓(ya)縮帶。
4、圍巖強度強化理論
通過實驗室相似材料模擬試驗和理論分析,深(shen)化(hua)了錨桿支(zhi)護的(de)作(zuo)用原(yuan)理:可(ke)認(ren)為錨桿支(zhi)護作(zuo)用實質(zhi)就是改善錨固區巖體力學參數(shu),強(qiang)化(hua)錨固區圍(wei)巖強(qiang)度,特(te)別是強(qiang)化(hua)圍(wei)巖破裂后的(de)強(qiang)度,從而保持地下工(gong)程的(de)圍(wei)巖穩定。
三、錨桿支護的構件及作用
錨桿支(zhi)護(hu)系統由多(duo)個關鍵構件組成,每個構件都發揮著(zhu)不可(ke)或缺的(de)(de)作用,共同確保錨桿支(zhi)護(hu)系統的(de)(de)穩定性(xing)(xing)和有效性(xing)(xing)。以(yi)下是對錨桿支(zhi)護(hu)系統主要(yao)構件及(ji)其作用的(de)(de)詳細(xi)闡(chan)述:
1、錨桿體
錨(mao)(mao)桿(gan)(gan)體(ti)是錨(mao)(mao)桿(gan)(gan)支(zhi)護系統的(de)核心(xin)構件(jian)(jian),通常由高強度(du)、耐腐(fu)蝕的(de)金(jin)屬材料(liao)(如鋼(gang)(gang)筋、鋼(gang)(gang)管等(deng))制成(cheng)(cheng)。錨(mao)(mao)桿(gan)(gan)體(ti)的(de)主(zhu)要作用是將(jiang)支(zhi)護力(li)傳遞給圍巖,形成(cheng)(cheng)承載(zai)結(jie)構。其長度(du)、直徑和材質(zhi)的(de)選擇需根據具(ju)體(ti)地質(zhi)條件(jian)(jian)和支(zhi)護要求來(lai)確定(ding),以確保錨(mao)(mao)桿(gan)(gan)體(ti)能夠牢固地插入圍巖中,并承受足夠的(de)拉力(li)和剪(jian)力(li)。
2、錨固劑
錨固劑(ji)是(shi)錨桿(gan)支護系統(tong)中用于固定錨桿(gan)體的關鍵材(cai)料(liao)。它通常采用樹脂、水(shui)泥基或其(qi)他高強度化學材(cai)料(liao)制(zhi)成,能夠在錨桿(gan)體插(cha)入圍巖后迅速固化,形(xing)成強大的錨固力(li)。錨固劑(ji)的作用是(shi)將錨桿(gan)體與圍巖緊密地結(jie)合在一起,防止(zhi)錨桿(gan)體松動(dong)或脫落(luo),從而確保支護系統(tong)的穩定性和可靠性。
3、墊板與螺母
墊板和螺母是錨桿支護系統中的(de)(de)連(lian)接(jie)構件,用(yong)于將(jiang)錨桿(gan)(gan)體的(de)(de)拉緊力傳遞(di)到(dao)圍(wei)巖上。墊板通常放置在圍(wei)巖表面與錨桿(gan)(gan)體之(zhi)間,用(yong)于增大接(jie)觸面積和(he)分散應力。螺(luo)母(mu)則用(yong)于將(jiang)錨桿(gan)(gan)體鎖緊在墊板上,防止其松(song)動。墊板和(he)螺(luo)母(mu)的(de)(de)選擇需根據錨桿(gan)(gan)體的(de)(de)規格和(he)圍(wei)巖的(de)(de)性質來確(que)定(ding),以確(que)保連(lian)接(jie)牢(lao)固、可靠。
4、托盤
托(tuo)盤(pan)(pan)是錨桿(gan)支(zhi)(zhi)護系統中的輔助構(gou)件,用于進一步分散錨桿(gan)體(ti)對圍巖的應力(li),并增加支(zhi)(zhi)護面積。托(tuo)盤(pan)(pan)通(tong)常與墊(dian)板(ban)配合使(shi)用,放置在墊(dian)板(ban)上方,通(tong)過(guo)(guo)螺栓(shuan)或焊接等(deng)方式與錨桿(gan)體(ti)連(lian)接。托(tuo)盤(pan)(pan)的設計需考慮其承載能(neng)力(li)、變形性(xing)能(neng)和耐久性(xing)等(deng)因(yin)素,以確保(bao)在支(zhi)(zhi)護過(guo)(guo)程中能(neng)夠保(bao)持穩(wen)定(ding)的支(zhi)(zhi)護效果。