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。在地下工程支護技術中(zhong),通常將支護方(fang)式分為(wei)主(zhu)動支護和被(bei)動支護兩種。
主動支(zhi)護是指在工程開挖(wa)前(qian)或開挖(wa)過(guo)(guo)程中,通過(guo)(guo)采取一系列措(cuo)施,主動增(zeng)強(qiang)巖(yan)體的穩(wen)定性,防止其發(fa)生坍塌或滑移。主動支(zhi)護方式能夠充分發(fa)揮(hui)巖(yan)體的自穩(wen)能力,提高(gao)工程的安全性。
被動(dong)支(zhi)護(hu)則是在巖體發生變(bian)形或位移后(hou),通過采取相應的(de)支(zhi)護(hu)措施,防止其繼續發展(zhan)。被動(dong)支(zhi)護(hu)方式通常(chang)是在巖體已經失去自穩(wen)能(neng)力后(hou)采取的(de)補救措施,其效果(guo)往往受到巖體變(bian)形程度的(de)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(mao)桿支護(hu)過(guo)(guo)程中(zhong),通(tong)常在(zai)工程開挖(wa)前或開挖(wa)過(guo)(guo)程中(zhong),通(tong)過(guo)(guo)預先在(zai)巖(yan)(yan)體中(zhong)鉆孔(kong)并安裝錨(mao)桿,利用錨(mao)桿的預緊(jin)力將不穩(wen)定(ding)巖(yan)(yan)體與穩(wen)定(ding)巖(yan)(yan)體連接(jie)起(qi)來(lai),從而增強巖(yan)(yan)體的整體穩(wen)定(ding)性。這種支護(hu)方式充分發(fa)揮了巖(yan)(yan)體的自(zi)穩(wen)能力,能夠有效地防止巖(yan)(yan)體發(fa)生坍塌(ta)或滑移(yi)。
相比(bi)之下,被動支護(hu)方式(shi)通(tong)(tong)常是在巖體(ti)(ti)已經發生變(bian)形(xing)或位(wei)移(yi)后采取的(de)(de)補救措施,其效果往往受到巖體(ti)(ti)變(bian)形(xing)程度的(de)(de)限制。而(er)錨桿支護(hu)則能夠在巖體(ti)(ti)發生變(bian)形(xing)或位(wei)移(yi)之前(qian),通(tong)(tong)過主動增強巖體(ti)(ti)的(de)(de)穩定(ding)性,提(ti)高工程的(de)(de)安(an)全性。
二、錨桿支護的作用原理
1、懸吊作用原理
錨桿支護通過錨桿將軟弱、松動、不穩(wen)(wen)定的巖(yan)土體(ti)懸(xuan)吊于(yu)穩(wen)(wen)定的巖(yan)土體(ti)中,以防止(zhi)其離(li)層滑(hua)(hua)落。這(zhe)種作用在地下(xia)工(gong)程(cheng)錨固工(gong)程(cheng)中,表現尤(you)為突(tu)出。起(qi)懸(xuan)吊作用的錨桿,主要是提(ti)供足夠拉(la)力,用以克服滑(hua)(hua)落巖(yan)土體(ti)的重力或下(xia)滑(hua)(hua)力,來維持工(gong)程(cheng)穩(wen)(wen)定。
2、組合梁作用原理
這種原(yuan)理(li)是(shi)把薄層(ceng)狀巖體看成(cheng)一種梁(liang)(簡支梁(liang)),在沒(mei)有錨固(gu)前,它(ta)們只是(shi)簡單地疊合在一起。由于層(ceng)間(jian)抗剪力不足,在荷載作用下,單個梁(liang)均(jun)產生(sheng)各自的(de)彎(wan)曲變形,上(shang)下緣分別處(chu)于受壓合受拉(la)狀態。錨桿(gan)支護后,相當于用螺栓將它(ta)們緊固(gu)成(cheng)組合梁(liang),各層(ceng)板便相互(hu)擠壓層(ceng)間(jian)摩擦阻(zu)力大(da)為(wei)(wei)增加(jia),內應力和繞度大(da)為(wei)(wei)減少,于是(shi)增加(jia)了組合梁(liang)的(de)抗彎(wan)強度。
3、擠壓加固作用原理
通過光彈試驗證實了錨(mao)桿的擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)加(jia)固作用(yong),當在彈性(xing)體上安裝具有預應力的錨(mao)桿時,發現彈性(xing)體內形成以(yi)錨(mao)桿兩頭為定(ding)點(dian)的錐(zhui)(zhui)形壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)帶,若(ruo)將錨(mao)桿以(yi)適當的間(jian)距排列,使相鄰錨(mao)桿的錐(zhui)(zhui)形體壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)區(qu)相互重疊,便形成了一定(ding)厚度的連(lian)續壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)帶。
4、圍巖強度強化理論
通(tong)過實(shi)驗(yan)室相似材料模擬試驗(yan)和理論分(fen)析,深(shen)化了(le)錨(mao)桿支護的作(zuo)(zuo)用(yong)原理:可(ke)認為錨(mao)桿支護作(zuo)(zuo)用(yong)實(shi)質就是改善錨(mao)固(gu)區巖體力學參數,強化錨(mao)固(gu)區圍巖強度,特別是強化圍巖破裂(lie)后的強度,從而保持地下(xia)工(gong)程的圍巖穩(wen)定。
三、錨桿支護的構件及作用
錨桿(gan)支(zhi)護(hu)系統(tong)(tong)由(you)多(duo)個關鍵構(gou)(gou)件組(zu)成(cheng),每(mei)個構(gou)(gou)件都發揮著不(bu)可或缺的作用,共同確保錨桿(gan)支(zhi)護(hu)系統(tong)(tong)的穩(wen)定(ding)性(xing)和有效性(xing)。以下是對錨桿(gan)支(zhi)護(hu)系統(tong)(tong)主要構(gou)(gou)件及其(qi)作用的詳細闡述:
1、錨桿體
錨(mao)(mao)桿體(ti)是(shi)錨(mao)(mao)桿支(zhi)(zhi)護系統(tong)的(de)(de)核心構件,通常由(you)高(gao)強度(du)、耐腐(fu)蝕的(de)(de)金屬(shu)材(cai)料(如鋼筋、鋼管等)制成。錨(mao)(mao)桿體(ti)的(de)(de)主要(yao)作用是(shi)將(jiang)支(zhi)(zhi)護力傳(chuan)遞給圍巖,形成承載結構。其長度(du)、直(zhi)徑和材(cai)質(zhi)(zhi)的(de)(de)選擇需根據具體(ti)地質(zhi)(zhi)條(tiao)件和支(zhi)(zhi)護要(yao)求(qiu)來(lai)確定,以確保(bao)錨(mao)(mao)桿體(ti)能夠牢固(gu)地插入圍巖中,并承受(shou)足夠的(de)(de)拉力和剪力。
2、錨固劑
錨(mao)固劑是錨(mao)桿支(zhi)護系(xi)統中用(yong)于(yu)固定(ding)錨(mao)桿體(ti)(ti)的關鍵材料。它(ta)通常(chang)采用(yong)樹(shu)脂、水泥基或其(qi)他高(gao)強(qiang)度化學材料制成(cheng),能夠在錨(mao)桿體(ti)(ti)插(cha)入圍(wei)(wei)巖后迅速固化,形成(cheng)強(qiang)大的錨(mao)固力。錨(mao)固劑的作用(yong)是將錨(mao)桿體(ti)(ti)與圍(wei)(wei)巖緊密地結合在一起(qi),防止錨(mao)桿體(ti)(ti)松(song)動或脫落,從而確保支(zhi)護系(xi)統的穩定(ding)性(xing)和可靠性(xing)。
3、墊板與螺母
墊板和螺母是錨桿支護系統(tong)中(zhong)的(de)連接(jie)構件(jian),用于將錨(mao)桿體(ti)(ti)(ti)的(de)拉緊力(li)傳遞到圍(wei)巖(yan)上(shang)。墊(dian)板通常放置(zhi)在(zai)圍(wei)巖(yan)表(biao)面與錨(mao)桿體(ti)(ti)(ti)之間,用于增大接(jie)觸面積和分散(san)應(ying)力(li)。螺母(mu)則用于將錨(mao)桿體(ti)(ti)(ti)鎖緊在(zai)墊(dian)板上(shang),防止(zhi)其松(song)動。墊(dian)板和螺母(mu)的(de)選擇需(xu)根據錨(mao)桿體(ti)(ti)(ti)的(de)規格和圍(wei)巖(yan)的(de)性質來確(que)定,以(yi)確(que)保連接(jie)牢固(gu)、可(ke)靠。
4、托盤
托(tuo)盤是(shi)錨(mao)桿支護(hu)(hu)(hu)系統中的(de)(de)輔助構(gou)件,用于(yu)進(jin)一步分散錨(mao)桿體(ti)對圍巖的(de)(de)應力(li),并(bing)增加支護(hu)(hu)(hu)面積。托(tuo)盤通常與墊板(ban)配(pei)合(he)使(shi)用,放置(zhi)在(zai)墊板(ban)上方(fang),通過螺栓或焊接(jie)等方(fang)式與錨(mao)桿體(ti)連(lian)接(jie)。托(tuo)盤的(de)(de)設計需考慮其承載能(neng)力(li)、變形性能(neng)和耐久性等因素,以確保在(zai)支護(hu)(hu)(hu)過程中能(neng)夠保持穩定的(de)(de)支護(hu)(hu)(hu)效果(guo)。