锚杆支护机理研究

摘要：研究了锚杆对岩石的加固机理，分析了锚杆对岩石的锚固作用，对岩体加固工程有很好的指导作用。

关键词：岩石工程锚杆加固

Abstract: the study on the reinforcement mechanism of anchored rock, analysis of bolt in rock anchoring role, on the rock reinforcement engineering has a very good guide.

Key words: rock engineering anchor rod

随着地下洞室及边坡支护等工程的发展，锚杆在岩石工程中的应用得到了很大发展，众多学者对锚杆与围岩的相互作用机理、影响因素以及可能发生的失稳模式进行了深入研究。

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一、锚杆对岩石的加固作用主要分以下几种：

⑴ 悬吊理论[1]

1952~1962年，Louis.A.Panek经过理论分析及实验室和现场测试，提出锚杆的作用是将软弱、松动、不稳定的土体悬吊到上覆坚硬岩层上（图2-10）；在软弱围岩中，锚杆的作用是直接将顶板的破碎岩石悬吊到其上部的自然平衡拱上（图2-11），拱高可采用普氏的压力拱理论估算。从图2-10，2-11可以看出，起悬吊作用的锚杆，主要是提供足够拉力，用以克服滑落岩土体的重力或下滑力，来维持工程稳定。

利用悬吊作用进行锚杆支护设计时，锚杆长度可根据坚硬岩层的高度或平衡拱的拱高来确定，锚杆的锚固力及布置可根据所悬吊岩层的重量来确定。悬吊作用很好的解释了锚固顶板范围内有坚硬岩层时的锚杆支护。跨度较大的软岩巷道中，普氏拱高往往超过锚杆长度，悬吊作用难以解释锚杆支护获得成功的原因。

⑵ 组合梁理论[2]

1952年德国Jacobio等发表的组合梁作用理论，实质上是通过锚杆的径向力作用将叠合梁的岩层挤紧，增大层间的摩擦力，同时锚杆的抗剪能力也阻止层间错动，从而将叠合梁转化为组合梁。图2-12是Jacobio所作的叠合梁试验，在均布荷载下，组合梁的承载能力是叠合梁的n倍。

组合梁理论很好的解释了层状岩体锚杆的支护作用，但难以用于锚杆支护设计。根据组合梁作用原理，组合梁是保持岩体稳定的支护体，但组合梁的承载能力难以计算，组合梁形成和承载的过程中，锚杆的作用难以确定。在组合梁设计中，采用弹塑性分析得出的最小抗力来确定锚固力，往往难以精确反映软弱围岩