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锚杆三个时期的不同作用与锚索作用机理

发布时间:2013/8/16 浏览次数:

锚杆的作用:

(1) 锚杆的早期作用  锚杆早期作用:阻止破碎岩块掉落并抑制浅部围岩扩容和离层。锚杆安装越及时,预紧力越大,支护效果越好。  锚杆没有预紧力,只有当岩层产生一定变形时锚杆才有载荷,不能控制在这以前顶板岩层的离层和失稳。预应力太小也不能起到良好效果。  锚杆安装不及时,较大范围内的岩层已产生滑动、失稳、离层,岩层承载能力丧失很大,再打锚杆,不会取得良好的锚固效果。 

(2) 锚杆的中期作用  随着时间推移,围岩破坏范围逐渐扩大。  锚杆能伸入稳定岩层时,其作用为:将破坏区岩层与稳定层相连,阻止破坏岩层垮落。锚杆提供径向和切向约束,阻止破坏区岩层扩容、离层、滑动,从而提高其承载能力。  锚杆不能伸入稳定岩层时,其作用主要是在破坏区内形成次生承载层,它可以阻止上部破坏岩层的进一步扩容和离层。  

次生承载层厚度的影响因素很多,而且是不断变化的。当其远小于巷道尺寸时,必须考虑压曲失稳和弯曲失稳。

(3) 锚杆的后期作用:当次生承载层压曲失稳后,如果能满足块体咬合平衡,巷道顶板仍能保持稳定。  两倾斜锚杆作用明显,它不仅可以阻止破坏岩层滑落,同时有一定的控制转动的作用。但是,当转动角度较大时,要求倾斜锚杆承受的载荷很大,平衡不易满足,因此,锚杆群支护很容易失稳、垮落,而且倾斜锚杆端部的岩层因受力过大也会发生破坏。  组合构件的作用,减小了顶板岩层发生转动失稳的可能性。同时,托梁均衡了角锚杆端头岩层受力,使其工作阻力得以充分发挥,阻止顶板岩层的滑落失稳。  托梁与角锚杆共同作用组成了一个组合支护统,即使顶板中部锚杆的作用不大,也能保持顶板岩层的稳定性。

煤帮锚杆的作用:煤巷两帮变形破坏特征主要是扩容、松动和挤出。由于煤层强度较低,且受到采动影响,所以煤巷两帮支护显得尤为重要。打锚杆后,对煤帮的两种变形均有控制作用,加钢筋托梁后效果会更好。

锚索作用机理:锚索具有锚固深度大、锚固力大、可施加较大预紧力等优点,是困难巷道工程支护加固不可缺少的重要手段。端锚预应力锚索一般认为主要起悬吊作用。锚索的作用主要是将锚杆支护形成的次生承载层与围岩的主承载层相连,提高次生承载层的稳定性。即使次生承载层发生断裂、转动,也不致于失稳而引起的顶板垮落。 锚索可施加较大的预紧力,可挤紧和严密岩层中的层理、节理裂隙等不连续面,增加不连续面之间的摩擦力,从而提高围岩的整体强度。

 


 

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