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錨桿支護的原理有哪些

發(fā)表時間:2024-04-18 22:02

錨桿支護的原理是什么 錨桿支護原理

(1)懸吊作用:錨桿將軟弱巖層吊掛在上面堅固穩(wěn)定的巖層上,防止離層脫落。煤層巷道的直接頂板一般比較軟弱且較薄,容易離層冒落,它上面的老頂則比較堅固。錨桿可以通過直接頂板達到老頂,把直接頂錨固在老頂上。

(2)組合梁作用:在層狀巖層的巷道頂板中,通過錨人一系列的錨桿,將錨桿長度以內(nèi)的薄層巖石錨成巖石組合梁,從而提高其承載能力。在相同的荷載作用下,組合梁比未組合板梁的撓度和內(nèi)應(yīng)力大為減小。

(3)圍巖補強作用:巷道深部圍巖中的巖石處于三軸受壓狀態(tài),而靠近巷道周邊的巖石則處于二軸受力狀態(tài),強度小于前者,故易于破壞而喪失穩(wěn)定性。巷道圍巖被錨桿錨固后,表層巖石部分地恢復(fù)了三軸受力狀態(tài),增大了它本身的強度,另外,錨桿還可以增加巖層弱面的剪斷阻力,使巷道周邊圍巖不易破壞和失穩(wěn),這就叫作圍巖補強作用。

(4)擠壓聯(lián)結(jié)作用:錨桿將巷道圍巖擠緊,對巖石施加預(yù)應(yīng)力,阻止裂隙的繼續(xù)擴大,而且,對于松散巖石也能起到擠壓聯(lián)結(jié)和加固作用。國外做過一個簡單而有趣的試驗:用一個長方形木箱,里面填緊小碎石,并用模擬的錨桿將它們錨固起來,錨桿擰緊以后,將木箱翻轉(zhuǎn),其中充填的小碎石竟倒不出來。通過錨桿的預(yù)應(yīng)力作用,可以在彼此毫無粘結(jié)力的碎石之間產(chǎn)生一種側(cè)向擠壓摩擦阻力,足以支持碎石自身的重量而不會掉下來,好像碎石間互相聯(lián)結(jié)起來一樣。

(5)擠壓加固拱作用:將上述試驗繼續(xù)做下去,用錨桿錨拴起來的小碎石,不僅它們擠壓聯(lián)結(jié)在一起足以支持自身的重量,而且,它還可以作為一種承載結(jié)構(gòu),支持額外的荷重。通過加載試驗,發(fā)現(xiàn)加載的錨固碎石構(gòu)件在錨桿墊板之間會出現(xiàn)一個拉應(yīng)力區(qū),致使該區(qū)內(nèi)的小碎石松散而脫落下來,并形成了穹窿。當荷載增大時,這穹窿將擴大而導(dǎo)致承載結(jié)構(gòu)的崩塌解體。為防止這一情況,在錨桿墊板下張掛細鐵絲網(wǎng)便大大提高了錨桿的支護能力,當荷載加到相當大日寸(反復(fù)加載),破壞是以鐵絲網(wǎng)被剪斷而開始的。以上試驗說明,松散碎石在預(yù)應(yīng)力作用下圍繞每根錨桿形成一個兩頭帶圓錐形的筒形擠壓區(qū)或壓縮應(yīng)力區(qū),在系統(tǒng)排列的錨桿群中,這些擠壓區(qū)便組成了一個具有相當寬厚的均勻壓縮加固帶,它相當于一種承載結(jié)構(gòu)而支承相當大的荷載。巷道周圍安裝成組排列和徑向布置的錨桿后,便在圍巖的一定厚度范圍內(nèi)形成了一個拱形壓縮帶或擠壓加固拱,它使巷道圍巖由原來是支架上的“荷載”變成了“承載”結(jié)構(gòu)。拱形壓縮帶的厚度與錨桿的長度、間距有關(guān)。

問題二:錨桿支護的作用原理是指? 30分 1、在層狀巖層中,錨桿將下部不穩(wěn)定巖層懸掉在上部穩(wěn)固巖層上。錨桿所受拉力來自被懸掉巖層。2、在沒有穩(wěn)固巖層的薄巖層中,安心裝錨桿后,錨桿的夾緊力就會使層面間摩擦力增大,這種摩擦力可以阻止巖石沿層面繼續(xù)滑動,從而將數(shù)個薄巖層通過錨桿鎖緊成一個較厚的巖層。這種厚巖梁內(nèi)的最大彎曲應(yīng)力和應(yīng)變與梁的厚度的平方成反比,集成的巖梁越厚,最大彎曲應(yīng)力和應(yīng)變就越小。同時,錨桿本身的強度也增加了梁的整體抗剪能力。3、錨桿組合拱原理,在供形巷道圍巖的破裂區(qū)中安裝預(yù)應(yīng)力錨桿時,在桿體兩端將形成圓椎體形式分布的壓應(yīng)力。若沿頂板布置錨桿群,各個錨桿形成的壓應(yīng)力圓椎體將交錯重疊,形成一個防止破裂區(qū)擴散的承壓拱,這個供可以承受其上部破碎巖石施加的徑向載荷。沿錨桿軸向的預(yù)緊力在組合拱中產(chǎn)生環(huán)向應(yīng)力,從而明顯地改善了承壓拱應(yīng)力狀態(tài),使圍巖狀態(tài)由單軸、雙軸變?yōu)槿S受壓。這樣在圍巖中形成一個均勻壓縮的連續(xù)承區(qū),從而大大提高組合拱的承載能力。

問題三:錨桿支護的原理有幾種 ① 一個抗拉強度高于巖土體的桿體  ?、?桿體一端可以和巖土體緊密接觸形成摩擦(或粘結(jié))阻力 錨桿

③ 桿 *** 于巖土體外部的另一端能夠形成對巖土體的徑向阻力   錨桿作為深入地層的受拉構(gòu)件,它一端與工程構(gòu)筑物連接,另一端深入地層中,整根錨桿分為自由段和錨固段,自由段是指將錨桿頭處的拉力傳至錨固體區(qū)域,其功能是對錨桿施加預(yù)應(yīng)力;錨固段是指水泥漿體將預(yù)應(yīng)力筋與土層粘結(jié)的區(qū)域,其功能是將錨固體與土層的粘結(jié)摩擦作用增大,增加錨固體的承壓作用,將自由段的拉力傳至土體深處

錨桿是巖土體加固的桿件體系結(jié)構(gòu)。   通過錨桿桿體的縱向拉力作用,克服巖土體抗拉能力遠遠低于抗壓能力的缺點。   表面上看是限制了巖土體脫離原體。   宏觀上看是增加了巖土體的粘聚性。   從力學(xué)觀點上是主要是提高了圍巖體的粘聚力C和內(nèi)摩擦角φ。   其實質(zhì)上錨桿位于巖土體內(nèi)與巖土體形成一個新的復(fù)合體。這個復(fù)合體中的錨桿是解決圍巖體的抗拉能力低的缺點。從而使得巖土體自身的承載能力大大加強。   錨桿是當代地下開采的礦山當中巷道支護的最基本的組成部分,他將巷道的圍巖束縛在一起,使圍巖自身支護自身.   現(xiàn)在錨桿不僅用于礦山,也用于工程技術(shù)中,對邊坡,隧道,壩體等進行主動加固。

問題四:錨桿支護是什么作用機理 通過使用錨桿(可以是蕪湖新興,或者其他家的)與托盤,尾部托盤等,打到巖層中,起到組合梁,組合拱的作用,懸掛梁等作用,增加組織的強度!

達到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,

問題五:錨桿支護有哪四個作用原理 錨桿,是當代煤礦當中巷道支護的最基本的組成部分,他將巷道的圍巖束縛在一起,使圍巖自身支護自身.

現(xiàn)在錨桿不僅用于礦山,也用于工程技術(shù)中,對邊坡,隧道,壩體進行主動加固。

錨桿作為深入地層的受拉構(gòu)件,它一端與工程構(gòu)筑物連接,另一端深入地層中,整根錨桿分為自由段和錨固段,自由段時指將錨桿頭處的拉力傳至錨固體區(qū)域,其功能是對錨桿施加預(yù)應(yīng)力;錨固段時指水泥漿體將預(yù)應(yīng)力筋與土層粘結(jié)的區(qū)域,其功能是將錨固體與土層的粘結(jié)摩擦作用增大,增加錨固體的承壓作用,將自由段的拉力傳至土體深處。

錨桿根據(jù)其使用的材料可以分為:木錨桿,鋼錨桿,玻璃鋼錨桿等等。

按錨固方式分為:端錨固,加長錨固和全長錨固

以下列舉幾個稱謂的錨桿

(1)木錨桿。我國使用的木錨桿有兩種,即普通木錨桿和壓縮木錨桿。?

(2)鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿。以水泥砂槳作為錨桿與圍巖的粘結(jié)劑。?

(3)倒楔式金屬錨桿。這種錨桿曾經(jīng)是使用最為廣泛的錨桿形式之一。由于它加工簡單,安 裝方便,具有一定的錨固力,因此這種錨桿在一定范圍內(nèi)至今還在使用。?

(4)管縫式錨桿。是一種全長摩擦錨固式錨桿。這種錨桿具有安裝簡單、錨固可靠、初錨力 大、長時錨固力隨圍巖移動而增長等特點。?

(5)樹脂錨桿。用樹脂作為錨桿的粘結(jié)劑,成本較高。?

(6)快硬膨脹水泥錨桿。采用普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥加入外加劑而成,具有速凝 、早強、減水、膨脹等特點?

(7)雙快水泥錨桿。是由成品早強水泥和雙快水泥按一定比例混合而成的。具有快硬快凝、 早強的特點。?

問題六:錨桿支護有哪些設(shè)計方法 隧道設(shè)計和施工中錨桿支護、噴射混凝土支護及噴錨(網(wǎng))復(fù)合支護能做到柔性支護。柔性支護是能密貼圍巖或深入到巖體內(nèi)部,有效地發(fā)揮圍巖自承能力,允許圍巖有一定變形而不破壞,甚至同被加固的巖體作整體運動時仍能保證相當大支護抗力的支護措施。隧道設(shè)計和施工中可以采用錨桿支護、噴射混凝土支護及噴錨(網(wǎng))復(fù)合支護等柔性支護方法。隧道除洞口段設(shè)置明洞外,其余均采用柔性支護體系結(jié)構(gòu)的復(fù)合式襯砌,即以剛拱架、錨桿、噴射混凝土等為初期支護,模筑混凝土為二次襯砌并在兩次襯砌之間敷設(shè)EVA防水板加土工布。在現(xiàn)在的隧道修建工程中,新奧法正在被越來越廣泛地運用著。而新奧法的靈魂所在便是柔性支護(噴錨支護)的運用。噴錨支護是目前常用的一種圍巖支護手段。采用噴錨支護可以充分發(fā)揮圍巖的支承能力并有效地利用洞內(nèi)凈空,提高作業(yè)安全性和作業(yè)效率并能適應(yīng)軟弱和膨脹性地層中的隧道開挖。還能用于整治坍方和隧道襯砌的裂損。包括錨桿支護,噴射混凝土支護,噴射混凝土錨桿聯(lián)合支護,噴射混凝土鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護,噴射混凝土與錨桿及鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護等。

問題七:錨桿支護體系的各輔助配件有哪些?在支護效果中的作用分別是什么 傳統(tǒng)的錨桿支護理論有:懸吊理論、組合梁理論、組合拱理論等。這些理論都是在一定假說的基礎(chǔ)上,針對不同圍巖條件提出的。由于理論簡明易懂、設(shè)計計算簡單,因此得到廣泛應(yīng)用,在生產(chǎn)實踐中起到了積極作用。但是,這些理論都存在一定的片面性和局限性,不能適用于各種巷道條件。現(xiàn)如今主要是將“三高一低”的錨桿支護理念,即高強度、高剛度、高可靠性和低支護密度。錨桿支護的機理主要有以下幾點:

(1) 錨桿支護主要作用在于控制錨固區(qū)圍巖的離層、滑動、裂隙張開、新裂紋產(chǎn)生等擴容變形與破壞,使圍巖處于受壓狀態(tài),抑制圍巖彎曲變形、拉伸與剪切破壞的出現(xiàn),最大限度地保持錨固區(qū)圍巖的完整性,減小錨固區(qū)圍巖強度的降低,使圍巖成為承載的主體。在錨固區(qū)內(nèi)形成剛度較大的預(yù)應(yīng)力承載結(jié)構(gòu),阻止錨固區(qū)外巖層產(chǎn)生離層,同時改善圍巖深部的應(yīng)力分布狀態(tài)。錨桿支護對巖石的彈性變形、峰值強度之前的塑性變形控制作用不明顯,要求支護系統(tǒng)應(yīng)具有一定的延伸率,使圍巖的彈性變形、產(chǎn)生明顯擴容變形之前的塑性變形得以釋放。

(2) 錨桿支護系統(tǒng)的剛度十分重要,錨桿預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力的擴散起著決定性作用。根據(jù)巷道條件確定合理的預(yù)應(yīng)力,并使預(yù)應(yīng)力實現(xiàn)有效擴散是支護設(shè)計的關(guān)鍵。單根錨桿預(yù)應(yīng)力的作用范圍是很有限的,必須通過托板、鋼帶和金屬網(wǎng)等構(gòu)件將錨桿預(yù)應(yīng)力擴散到離錨桿更遠的圍巖中。特別是對于巷道表面,即使施加很小的支護力,也會明顯抑制圍巖的變形與破壞,保持頂板的完整。護表構(gòu)件在預(yù)應(yīng)力支護系統(tǒng)中發(fā)揮極其重要的作用。

(3) 錨桿支護系統(tǒng)存在臨界支護剛度,即使錨固區(qū)不產(chǎn)生明顯離層和拉應(yīng)力區(qū)所需要支護系統(tǒng)提供的剛度。支護系統(tǒng)剛度小于臨界支護剛度,圍巖將長期處于變形與不穩(wěn)定狀態(tài);相反,支護系統(tǒng)的剛度達到或超過臨界支護剛度,圍巖變形得到有效抑制,巷道處于長期穩(wěn)定狀態(tài)。支護剛度的關(guān)鍵影響因素是錨桿預(yù)應(yīng)力,因此,存在錨桿臨界預(yù)應(yīng)力值。當錨桿預(yù)應(yīng)力達到一定數(shù)值后,可以有效控制圍巖變形與離層,而且錨桿受力變化不大。

(4) 錨索的作用主要有兩方面:其一是將錨桿支護形成的預(yù)應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)與深部圍巖相連,提高預(yù)應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,同時充分調(diào)動深部圍巖的承載能力,使更大范圍內(nèi)的巖體共同承載;其二是錨索施加較大的預(yù)緊力,給圍巖提供壓應(yīng)力,與錨桿形成的壓應(yīng)力區(qū)組合成骨架網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),主動支護圍巖,保持其完整性。

(5) 提高錨桿與錨索的預(yù)應(yīng)力并使其有效擴散是改善巷道支護效果的最有效途徑。對于復(fù)雜困難巷道,應(yīng)采用高預(yù)應(yīng)力、強力錨桿組合支護,應(yīng)盡量一次支護就能有效控制圍巖變形與破壞,避免二次支護和巷道維修。

問題八:錨桿支護組合作用定義 一 懸吊作用

錨桿支護的懸吊作用,突出的表現(xiàn)在直接頂較薄,老頂較堅固的情況下,錨桿將下部不穩(wěn)定的巖層懸吊在上步穩(wěn)固的巖層上,由錨桿承擔軟巖或危巖的重量,以達到井巷穩(wěn)定的目的。實踐證明,即使巷道上部沒有穩(wěn)固的巖層,錨桿亦能發(fā)揮支護作用。例如,在全煤巷道中,錨桿就錨固在煤層中也能達到支護的目的。

二 錨桿的組合梁作用

為了解決懸吊理論的局限性,在層狀地層中提出了組合梁理論。組合梁理論適用于頂板由多層小厚度連續(xù)性巖層組成的巷道,其原理是在沒有穩(wěn)固巖層提供懸吊支點的薄層狀巖層中,可利用錨桿的拉力將層狀地層組合起來,形成組合梁結(jié)構(gòu)進行支護。并借助錨桿本身提供一定的抗剪能力,阻止其層間錯動,是防止分層在壓力作用下發(fā)生整體彎曲變形,呈現(xiàn)出組合狀態(tài),從而提高頂板的抗彎剛度及強度。決定組合梁穩(wěn)定性的主要因素是錨桿的預(yù)拉應(yīng)力及桿體強度和巖層性質(zhì)。

三 錨桿的減跨作用

如果把不穩(wěn)定的頂板巖層看成是支撐在兩幫的疊合梁,由于可視懸吊在老頂上的錨桿為支點,安設(shè)了錨桿就相當于增加了支點,從而減小了頂板的跨度,使頂板巖層的彎曲應(yīng)力和撓度得到降低,維持了頂板穩(wěn)定。這就是錨桿的減跨作用,這套理論實際上來源于錨桿的懸吊作用。

四 加固拱作用

對于被縱橫交錯的弱面所切割的塊狀或破裂狀圍巖,如果及時用錨桿加固,就能提高巖體結(jié)構(gòu)弱面的抗剪強度,在圍巖周邊一定厚度的范圍內(nèi)形成一個不僅能維持自身穩(wěn)定,而且能防止其上部圍巖松動和變形的加固拱,從而保持巷道的穩(wěn)定。


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