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第l9卷第5 煤 炭 学 报 Vo1．19 No．5 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY 0ct． 1994 带垫板全长锚杆和加钢筋条带的锚喷 支护理论分析研究 d— 高 谦 (北京科技太 摘要 目前，大部分全长锚杆增设垫板，井视周岩强度和施工时间施扣大小不 等的初锚力。为了定量分析垫板的力学作用和初锚力的支护效果，末文首先分刖就 靶弱和坚硬巷道周岩采用带垫扳 全长锚 目锚杆支护垫板的作用机理 以厦在无初锚力 两种情况下受力分析和计算方法进行探讨。烬后，在研究垫扳破坏模式的基础上， 推导 出垫板破坏分析公式。最后还研 究了在；f：稳定周岩实施加钢筋条带全长锚杆支 支护美谴计妒提馏供一个论 料 0 喷层破坏分斩 关目全…长锚恤y，；丑§垫…板破坏…模式．熊堕圭，机理理翁 力 1 前 言 锚喷支护已广泛地应用于地下工程和采场巷道围岩加固。随着工程经验的积累，无论是 锚杆类型、施工技术，还是支护形式都有很大的改进和发展。侧如，最初的锚杆支护时，只 是简单地在 已灌注了粘结剂的钻孔内插入钢筋，如今大多效锚杆都增设托板 (垫板)，并且 往往和锕筋网连接在一起。对于软弱破碎围岩，还在垫板底下压纵、横钢筋条带 ·，同时根 据支护围岩性质、稳定状况及施工时间，通过垫板施加一定的初锚力，来提高锚喷支护的支 护效果。大量的工程实践证明，采用上述诸措施 ，能够显著地提高支护围岩 的稳 定 性。但 是，对于如何定量分析上述支护措施，目前研究还较少。 张玉军 ··通过室内模型试验研究了锚杆表面粗糙度 、外端部约束状态及布置 方向对支 护效果的影响。杨更社 [1]从理论上探讨了全长锚固锚杆的托板效应 。上述研究对带托板全长 锚杆的支护分析作了有意义的探讨。考虑到垒长锚固锚杆的中性点理论还存在争议，本文分 别研究无中性点垒长锚杆和基于中性点理论全长锚杆的受力分析及垫板作用研究。对于具有 中性点的全长锚杆，首先探讨带垫板和具有初锚力的全长锚杆的定量分析方法 。然后，对垫板 的破坏模式及加钢筋条带的锚喷支护进行研究，提出垫板破坏和喷层破坏分析的计算公式。 2 无中性点全长锚 固锚杆的受力分析 Stille已经对软弱围岩中的全长粘结锚杆作了研究c2)。在此研究中，基于图1所 示 的锚 率文1992—97一O2收到，1999一O2一l1改回。赵德贤编辑。 ·北京科拄太学等．小官庄铁矿西区采矿技术攻关鉴定资料．1990． ’·张玉军．锚杆粗糙度、外端部约束状吞及布置方向对支护效果的影响．西南变通大学，1986． 弟 5期 高 谦等：带垫板垒长锚杆和加钢筋条带的锚喷支护理论分析研究 杆受力分析 ，建立和求解微分方程组，给出 了锚杆作用荷载P的表达式为 P y雨2／B[一 )卜]‘ 一 P ( ≤r。)， (1) 式中，冒。——锚杆材料弹性模量jy——锚杆 截面面积JB——常数，B=( 一 )(1+ + )／冒j丑，p——岩体的弹性模量和泊松比； flff 。— — 原岩应力j —— 围岩弹塑性交界面 圈 1 无中性点仝长锚杆的受力分析 上的应力；，= (45。+ ／2)／ (45。+ ／ Fig．1 Stressanalysisoffullcolumn bolt