第二节 锚杆支护.ppt

* * 明，同样杆体直径和同样树脂的情况下，左旋细丝预应力锚杆的锚固力，比右旋等强全螺纹钢锚杆锚杆可提高20％以上。 ③杆体的有效断面大，锚杆强度高 大量试验表明，同直径同材质的左旋细丝预应力锚杆的破断力，比右旋等强全螺纹钢锚杆高出20％以上。 ④左旋细丝预应力锚杆因采用了合理的阻尼螺母，螺母材质为球墨铸铁，球墨铸铁和锚杆杆体的摩擦力是最小的，另外采用了减阻特制塑料垫圈， * * 使锚杆的扭矩应力比大大提高。锚杆组装图8-49。 锚杆的缺点：加工过程多了压圆、滚丝两个工艺。 (a) 六方螺母预应力锚杆 (b) 四方螺母预应力锚杆 图8-49 左旋细丝预应力锚杆组装图 * * (2)右旋无阻尼等强螺纹钢锚杆 该类锚杆的优点：加工制造简单。 锚杆的缺点： ①杆体螺距大 通常在10～12mm左右，大螺距螺母与杆体咬合力低，摩擦力大，时常出现退丝现象，而且锚杆安装应力低，很难达到2t以上的预紧力。 ②锚杆锚固力低 因该锚杆杆体设计的螺纹方向(右旋)和锚杆的搅拌树脂方向(右旋搅拌)旋向相同，在搅拌树脂的 * * 中会对树脂产生一个向外的输送力，大量测试表明，同样杆体直径和同样树脂的情况下，右旋全螺纹等强锚杆的锚固力,比左旋细丝预应力锚杆降低20％。 ③杆体的强度低 大量试验表明，同直径同材质的右旋等强锚杆的破断力比左旋细丝预应力锚杆低20％以上。锚杆如图8-50所示 。 所以右旋全螺纹钢等强锚杆已经不能满足深部锚网支护的要求，现在深部支护中很少选用。 图8-50 右旋无阻尼等强螺纹钢锚杆 * * 表8-13 右旋等强螺纹钢锚杆杆体强度 ≥20.25 18.9 ≥13.35 13.1 MG335 Ф22 ≥15.0 15.6 ≥10.2 10.8 MG335 Ф20 ≥13.0 12.6 ≥9.1 8.7 MG335 Ф18 实测 国标 实测 国标 抗拉强度（吨） 屈服强度（吨） 钢材级别 （MPa） 杆体直径 (mm) * * (3) 右旋与左旋螺纹钢锚杆强度对比 见表8-13、14所示。 表8-14 左旋滚丝螺纹钢锚杆杆体强度 ≥270 235 ≥200 178 MG500 Ф22 ≥220 186 ≥154 127 MG335 Ф22 ≥240 202 ≥180 153 MG500 Ф20 ≥185 160 ≥125 110 MG335 Ф20 ≥200 163 ≥150 125 MG500 Ф18 ≥160 121 ≥110 83 MG335 Ф18 ≥130 92 ≥90 63 MG335 Ф16 实测 国标 实测 国标 抗拉强度(kN) 屈服强度(kN) 钢材级别 杆体直径 * * * * 三、锚杆支护作用原理 正确地设计和应用锚杆支护，必须对锚杆支护机理有正确地认识，并以完善的锚杆支护理论作为指导。传统的锚杆支护理论有：悬吊理论、组合梁理论、组合拱(压缩拱)理论，近期又发展了最大水平应力理论。它们都是以一定的假说为基础的，各自从不同的角度、不同的条件阐述锚杆支护的作用机理，而且力学模型简单，计算方法简明易懂，适用于不同的围岩条件，得到了国内外的承认和应用。 近年来，随着锚杆支护理论研究的不断深人， * * 各种新的锚杆支护理论不断提出，并在工程实践中得到完善和发展，极大地推进了锚杆支护技术在巷道支护中的应用，特别是为煤巷和软岩巷道的锚杆支护提供了新的理论指导。 1.悬吊理论 悬吊理论认为：锚杆支护的作用就是将巷道顶板较软弱岩层悬吊在上部稳定岩层上，以增强较软弱岩层的稳定性[8-51(a)]在软弱围岩中，锚杆的作用是将直接顶板的破碎岩石悬吊在其上部的自然平衡拱上[图8-51(b)]，拱高可采用普氏的压力拱理论 图8-51 锚杆支护悬吊作用 (a)坚硬顶板锚杆的悬吊作用;(b)软弱顶板锚杆的悬吊作用 * * * * 估算。悬吊理论直观地揭示了锚杆的悬吊作用，在分析过程中不考虑围岩的自承能力，而且将被锚固体与原岩体分开，与实际情况存在一定的差距。如果顶板中没有坚硬稳定岩层或顶板软弱岩层较厚，围岩破碎区范围较大，无法将锚杆锚固到上面坚硬岩层或者未松动岩层时，悬吊理论就不适用。 2.组合梁理论 组合梁理论认为：顶板锚杆的作用，一方面体现在锚杆的锚固力增加了各岩层间的接触压力，避免各岩层间出现离层现象；另一方面增加了岩层间 * * 的抗剪刚度，阻止岩层间的水平错动，从而将作用范围内的几个岩层锚固成一个较厚的组合岩梁。这种组合岩梁在上覆岩层荷载的作用下，其最大弯曲应变和应力大大减小，挠度也显著减小，且组合梁越厚，梁内