06.1-2锚杆支护原理与类型.pptVIP

第六章 巷道锚杆支护;第一节 简 介;第一节 简 介;;第二节 锚杆支护机理;第二节 锚杆支护机理;一、锚杆作用机理;（一）悬吊作用;（一）悬吊作用;（一）悬吊作用;（一）悬吊作用;（一）悬吊作用;（二）组合梁作用;（二）组合梁作用;（二）组合梁作用;（二）组合梁作用;（三）挤压加固拱作用;（三）挤压加固拱作用;（三）挤压加固拱作用;（四）锚杆的加固作用;（四）锚杆的加固作用;（四）锚杆的加固作用;（五）巷道锚杆支护围岩强度强化作用;（六）最大水平主应力理论;（六）最大水平主应力理论;（六）最大水平主应力理论;（六）最大水平主应力理论;（六）最大水平主应力理论;（六）最大水平主应力理论;（六）最大水平主应力理论;（六）最大水平主应力理论;（六）最大水平主应力理论;（七）锚杆的楔固作用 锚杆的楔固作用是在围岩中存在一组或几组不同产状的 不连续面的情况下，由于锚杆穿过这些不连续面，防止或减 少了围岩沿不连续面的移动，如下图所示。;（八）锚杆的减跨作用;（八）锚杆的减跨作用;（九）根据状态特征分类阐述锚杆支护机理;1. 围岩松动圈巷道支护理论;1. 围岩松动圈巷道支护理论;小松动圈（40cm） 围岩的变形压力可以忽略不计，巷道支护载荷只是松动圈内围岩的自重，其数值小于0.1MPa，只用单一喷混凝土支护即可达到支护的目的。 中松动圈（40cm～200cm） 围岩碎胀变形比较明显，变形量较大，使刚性的喷射混凝土支护产生裂缝或破坏，必须采用以锚杆为主体构件的锚喷支护方式，以锚杆为主体支护结构控制其碎胀变形，喷层将只作为锚杆间话石的支护和防止围岩风化。由于围岩松动田厚度小于常用钱杆长度，因此可采用锚杆悬吊作用机理来设计支护参数。;大松动圈（200cm） 围岩表现出软岩的工程特征，围岩松动圈碎胀变形量大，初期围岩收敛变形速度快，变形持续时间长，矿压显现大，支护难度大。支护不成功时，巷道底板出现底鼓。在这种条件下，如果用悬吊理论设计锚杆支护参数，常因设计锚杆过长、过粗而失去其普遍应用的价值。 在单根锚杆作用下每根锚杆因受拉应力而对围岩产牛挤压，??锚杆两端周围形成一个两端圆锥形的受压区，合理的锚杆群可使单根锚杆形成的压缩区彼此联系起来，形成一个厚度为b的均匀压缩带。对于拱形巷道，压缩带将在围岩破裂处形成拱形；对于矩形巷道，压缩带将在围岩破裂处形成矩形结构，统称之为组合拱作用机理。;;顶板斜锚杆的作用;顶板斜锚杆的作用;2. 锚杆支护的“关健承载圈”及“扩容—稳定”理论;“关键承载圈”是指在巷道周围围岩一定深度的范围内，存在一个能承受较大切向应力的“岩石圈”，该岩石圈处于应力平衡状态，具有结构上的稳定性，可以用来悬吊承载圈以内的岩层。 关键承载圈理论认为，承载圈以内的岩石重量是支护的对象——即荷载高度。 理论分析及工程实践表明，承载圈厚度越大，圈内应力分布越均匀，承载能力越大；在对围岩未采取人工支护等控制措施时，承载圈离巷道周边越近，荷载高度越低，巷道越易维护。关键承载圈的位置及厚度，可以根据对围岩状态的分析计算得出。; “关键承载圈理论”认为，当载荷高度不大，通常锚杆长度能够伸入到关键承载圈中时，用“关键承载圈观点”阐述锚杆支护机理。其主要观点是： (1)关键承载圈以内的岩石重量是支护的对象，荷载高度是关键承载圈以下的不稳定岩层的高度。 (2)锚杆的支护作用主要是：将破坏区岩层与关键承载圈相连，阻止破碎岩层垮落；对围岩提供径向、切向约束力，阻止破坏区岩层的扩容、离层、滑动，提高破碎区的承载能力，如图6-9所示。;关键承载圈理论;2）扩容—稳定理论;2）扩容—稳定理论;二、锚喷作用机理;二、锚网作用机理;三、锚梁（带）作用机理;四、锚杆桁架支护机理;桁架锚杆;;四、锚杆桁架支护机理;四、锚杆桁架支护机理;四、锚杆桁架支护机理;四、锚杆桁架支护机理;四、锚杆桁架支护机理;四、锚杆桁架支护机理;四、锚杆桁架支护机理;五、锚索作用机理;六、锚注作用机理;第二节 锚杆结构及支护形式;一、锚杆的构件;二 锚杆的结构类型;二 锚杆的结构类型;1．全属倒楔式锚杆 此种锚杆由杆体、固定楔、活动倒楔、垫板和螺帽组成，如图5-6所示。 这种锚杆属端头锚固型，安装后可立即承载，可回收。锚固力达40KN左右。常用于围岩比较破碎，需要立即承载的地下工程。 ;;;2．管缝式锚杆 管缝式锚杆又称开缝式或摩擦式锚杆，它是采用高强度钢板卷压成带纵缝的管状杆体外径38.1㎜，用凿岩机强行压入比杆径小2～3mm的锚孔，为安装方便，打入端略呈锥形。由于管壁弹性恢复力挤压孔壁而产生锚固力，属全长锚固型锚杆。 对地层横向错动，有良好适应能力，钻孔变弯曲，锚固得更牢。 这种锚杆的成本较高，不能回收复用，但锚固性能好，锚固力大（50