湖南中空锚杆的减垮作用分析

更新时间: 2024-05-23

如果将拱顶不稳定岩层视为边墙支承的组合梁(板)，由于稳定围岩上悬挂的锚杆可以视为支点，安装湖南中空锚杆相当于增加支点，减小支承跨度，从而减小弯曲应力和挠度对支护而言，保持支护与岩石的稳定性，使岩石不易变形破坏。这就是螺栓的“减跨”功能，实际上是螺栓的悬挂功能。但也未能为湖南中空锚杆支护参数的设计提供方法和参数。湖南中空锚杆安装后，隧道围岩将形成一个连续的收缩带。锚杆的作用是使一定厚度的收缩带在围岩中接受围岩压力的概念。20世纪70年代，提出了锚杆拱缩区的作用原理。类似于拱缩区理论，也有复合拱理论。根据复合拱理论，在拱洞围岩裂隙区安装预应力锚杆时，在杆体两端形成圆锥体分布的压应力。如果锚杆群布置在隧道周围，只有锚杆间距足够小，各锚杆形成的压应力锥相互交叉，在岩体中形成一个平均收缩带。即压力拱(又称复合拱或压拱)，这种压力拱可以承受上部破碎岩石施加的径向荷载。在约束拱中，岩石承受径向和切向压力，在三维应力状态下，围岩强度得到提高，支护也相应增加。复合拱理论在一定程度上提醒了湖南中空锚杆支护的作用机理，但在分析过程中，并没有深入考虑围岩与支护的相互作用，只是简单地将各支护结构的大支护力相加，