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(di)下(xia)工程支(zhi)護技術中,通(tong)常(chang)將支(zhi)護方式分為主(zhu)動支(zhi)護和被動支(zhi)護兩種。
主(zhu)動(dong)支護是指在工程開挖(wa)前或開挖(wa)過程中,通過采取一系(xi)列措施,主(zhu)動(dong)增強巖體的(de)穩(wen)定性,防(fang)止其發(fa)生坍塌或滑移。主(zhu)動(dong)支護方式能夠充分(fen)發(fa)揮(hui)巖體的(de)自穩(wen)能力(li),提高工程的(de)安全性。
被動(dong)支護(hu)則是在(zai)巖體(ti)發(fa)(fa)生變(bian)(bian)形或位移后,通過(guo)采(cai)取相應的(de)支護(hu)措(cuo)施(shi),防止其繼(ji)續發(fa)(fa)展。被動(dong)支護(hu)方式通常是在(zai)巖體(ti)已(yi)經失(shi)去(qu)自穩能力后采(cai)取的(de)補(bu)救措(cuo)施(shi),其效果(guo)往往受(shou)到(dao)巖體(ti)變(bian)(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)(zai)錨(mao)桿(gan)支護過(guo)程中,通(tong)常在(zai)(zai)工程開挖(wa)(wa)前(qian)或(huo)開挖(wa)(wa)過(guo)程中,通(tong)過(guo)預先在(zai)(zai)巖(yan)體(ti)(ti)中鉆孔并安裝錨(mao)桿(gan),利用錨(mao)桿(gan)的(de)預緊(jin)力(li)將不穩(wen)(wen)定(ding)(ding)巖(yan)體(ti)(ti)與穩(wen)(wen)定(ding)(ding)巖(yan)體(ti)(ti)連接起來,從而增強巖(yan)體(ti)(ti)的(de)整體(ti)(ti)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性。這種支護方式(shi)充(chong)分發揮了巖(yan)體(ti)(ti)的(de)自穩(wen)(wen)能力(li),能夠(gou)有效(xiao)地防(fang)止(zhi)巖(yan)體(ti)(ti)發生坍塌或(huo)滑移(yi)。
相(xiang)比(bi)之下,被動(dong)支(zhi)護(hu)方式通常(chang)是在(zai)巖(yan)(yan)體已經發生(sheng)(sheng)變(bian)形或位(wei)(wei)移(yi)后采取(qu)的(de)(de)補救(jiu)措施,其(qi)效果(guo)往往受(shou)到巖(yan)(yan)體變(bian)形程(cheng)度(du)的(de)(de)限制。而錨桿支(zhi)護(hu)則能夠(gou)在(zai)巖(yan)(yan)體發生(sheng)(sheng)變(bian)形或位(wei)(wei)移(yi)之前,通過主動(dong)增強(qiang)巖(yan)(yan)體的(de)(de)穩定性,提高工程(cheng)的(de)(de)安全性。
二、錨桿支護的作用原理
1、懸吊作用原理
錨(mao)桿(gan)支護(hu)通過(guo)錨(mao)桿(gan)將(jiang)軟弱(ruo)、松動(dong)、不(bu)穩定的巖(yan)土體(ti)懸吊于穩定的巖(yan)土體(ti)中(zhong),以防止其離層滑落(luo)。這種作(zuo)用(yong)在地下工程錨(mao)固(gu)工程中(zhong),表現尤為突(tu)出。起懸吊作(zuo)用(yong)的錨(mao)桿(gan),主要是提供足夠拉力(li),用(yong)以克(ke)服(fu)滑落(luo)巖(yan)土體(ti)的重力(li)或下滑力(li),來維持工程穩定。
2、組合梁作用原理
這種原(yuan)理是(shi)把薄層狀巖(yan)體看成(cheng)一(yi)種梁(liang)(簡支梁(liang)),在(zai)沒有錨固前,它們只是(shi)簡單地疊合(he)(he)在(zai)一(yi)起(qi)。由于(yu)層間(jian)抗剪力(li)不足,在(zai)荷載作用(yong)下,單個梁(liang)均產生各自(zi)的(de)彎(wan)曲變(bian)形,上(shang)下緣(yuan)分別處于(yu)受(shou)壓合(he)(he)受(shou)拉狀態(tai)。錨桿支護后,相當于(yu)用(yong)螺栓將(jiang)它們緊(jin)固成(cheng)組合(he)(he)梁(liang),各層板便相互(hu)擠(ji)壓層間(jian)摩擦(ca)阻力(li)大為增(zeng)加,內應力(li)和繞度大為減少(shao),于(yu)是(shi)增(zeng)加了組合(he)(he)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(shi)了錨(mao)桿(gan)的擠壓(ya)(ya)加固(gu)作用,當在彈性體上安裝具有預應力的錨(mao)桿(gan)時,發(fa)現彈性體內形(xing)成以錨(mao)桿(gan)兩頭為定(ding)點的錐形(xing)壓(ya)(ya)縮帶(dai),若將錨(mao)桿(gan)以適當的間(jian)距(ju)排列,使相鄰錨(mao)桿(gan)的錐形(xing)體壓(ya)(ya)縮區(qu)相互重疊,便形(xing)成了一定(ding)厚度的連(lian)續(xu)壓(ya)(ya)縮帶(dai)。
4、圍巖強度強化理論
通(tong)過實(shi)(shi)驗室(shi)相(xiang)似(si)材料(liao)模擬試驗和理(li)論分(fen)析,深(shen)化(hua)了錨(mao)桿支(zhi)護(hu)的作(zuo)用(yong)原理(li):可(ke)認(ren)為錨(mao)桿支(zhi)護(hu)作(zuo)用(yong)實(shi)(shi)質就是改(gai)善錨(mao)固區巖體(ti)力學參數,強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)錨(mao)固區圍(wei)巖強(qiang)(qiang)(qiang)度,特別是強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)圍(wei)巖破裂后的強(qiang)(qiang)(qiang)度,從而(er)保持地下(xia)工程的圍(wei)巖穩定。
三、錨桿支護的構件及作用
錨(mao)桿支護(hu)系(xi)統(tong)由多個關鍵(jian)構(gou)件(jian)(jian)組成(cheng),每個構(gou)件(jian)(jian)都發(fa)揮(hui)著不可或(huo)缺的作(zuo)用,共同確保錨(mao)桿支護(hu)系(xi)統(tong)的穩定性(xing)和有效(xiao)性(xing)。以下是對錨(mao)桿支護(hu)系(xi)統(tong)主要構(gou)件(jian)(jian)及其(qi)作(zuo)用的詳細闡述(shu):
1、錨桿體
錨(mao)桿體(ti)是(shi)錨(mao)桿支(zhi)護(hu)系統(tong)的(de)核心(xin)構件(jian),通常由(you)高強度、耐腐(fu)蝕的(de)金屬(shu)材料(如鋼筋、鋼管等)制成。錨(mao)桿體(ti)的(de)主要(yao)作用是(shi)將(jiang)支(zhi)護(hu)力(li)(li)傳(chuan)遞給圍巖,形成承(cheng)(cheng)載結構。其長度、直徑和(he)(he)材質(zhi)的(de)選(xuan)擇需根(gen)據具體(ti)地質(zhi)條件(jian)和(he)(he)支(zhi)護(hu)要(yao)求(qiu)來確定(ding),以確保錨(mao)桿體(ti)能夠(gou)牢固地插(cha)入圍巖中(zhong),并承(cheng)(cheng)受(shou)足夠(gou)的(de)拉(la)力(li)(li)和(he)(he)剪力(li)(li)。
2、錨固劑
錨(mao)固(gu)劑是(shi)錨(mao)桿(gan)支護(hu)系統(tong)中用于固(gu)定(ding)錨(mao)桿(gan)體(ti)(ti)的(de)關鍵(jian)材料。它(ta)通常(chang)采用樹脂、水泥(ni)基或(huo)其他高強度(du)化學材料制成(cheng),能夠在(zai)錨(mao)桿(gan)體(ti)(ti)插入圍巖(yan)后迅速固(gu)化,形成(cheng)強大的(de)錨(mao)固(gu)力。錨(mao)固(gu)劑的(de)作用是(shi)將錨(mao)桿(gan)體(ti)(ti)與圍巖(yan)緊密地結合在(zai)一(yi)起,防止錨(mao)桿(gan)體(ti)(ti)松動或(huo)脫落,從而確保(bao)支護(hu)系統(tong)的(de)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統中的(de)連接構件,用于將(jiang)錨桿(gan)體的(de)拉緊力傳(chuan)遞(di)到圍巖(yan)上。墊板通(tong)常放置在圍巖(yan)表面與錨桿(gan)體之間,用于增大(da)接觸面積和分散應(ying)力。螺(luo)(luo)母則用于將(jiang)錨桿(gan)體鎖緊在墊板上,防(fang)止其松動。墊板和螺(luo)(luo)母的(de)選(xuan)擇需(xu)根據錨桿(gan)體的(de)規(gui)格和圍巖(yan)的(de)性質來確(que)定,以確(que)保連接牢固(gu)、可靠。
4、托盤
托盤(pan)是錨桿(gan)支(zhi)護系統中的輔助構件,用于進一步分散錨桿(gan)體對圍(wei)巖的應(ying)力,并增加支(zhi)護面積。托盤(pan)通(tong)常與(yu)(yu)墊(dian)板配合使(shi)用,放置在墊(dian)板上方(fang),通(tong)過螺栓或(huo)焊接等(deng)方(fang)式(shi)與(yu)(yu)錨桿(gan)體連接。托盤(pan)的設計需考慮其(qi)承載能力、變形(xing)性(xing)能和耐(nai)久性(xing)等(deng)因素,以確保(bao)在支(zhi)護過程中能夠保(bao)持穩(wen)定的支(zhi)護效果(guo)。