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锚杆的横向作用力

(1)横向作用力的产生机理

横向作用力产生的条件可概括为3个:①锚固范围内的围岩产生一定量的横向(斜向)剪切变形甚至相对错动。②锚杆与围岩紧密接触，以使锚杆与岩体之间具备良好的传力性能。③锚杆要具有一定的抗剪切强度及刚度，以使锚杆对岩体的横间变形产生较强的灵敏性和控制作用。

(2)横向作用力分布特征

锚杆中横向作用力的分布特征受许多因素的影响，如锚杆的力学性质及几何参数、围岩的力学性质以及围岩中弱面的力学性质及其分布特征等。图中所示为单一弱面在锚杆中引起的横向作用力分布情况。其中(a)为岩体中的弱面与锚杆示意图，(b)为围岩沿该弱面发生相对横向位移时锚杆中的横向剪力沿锚杆长度方向的变化曲线，(c)为锚杆表面(锚杆与岩体间粘结面)上的法向应力沿杆一体长度的变化曲线。 次数用完API KEY 超过次数限制

T.L.VRabeewicz于1955年提出安装锚杆后使隧道围岩中形成连续的压缩带，锚杆的作用是使围岩中产生一定厚度的压缩带承受围岩压力的观点。美国T.A.Lang和Pender于70年代提出锚杆的拱形压缩带作用原理，T.A.Lang通过二次元光弹性试验证实了拱形压缩带的存在。与拱形压缩带理论相似的还有组合拱理论。组合拱理论认为:在拱形隧道围岩的破区中安装预应力锚杆时，在杆体两端形成圆锥形分布的压应力，如果沿隧道周边布置锚杆群，只要锚杆间距足够小，各个锚杆形成的压应力圆锥体相互交错，就能在岩体中形成一个均匀的压缩带，即承压拱(也称组合拱或压缩拱)，这个承压拱可以承受其上部破碎岩石施加的径向荷载。在承压拱内的岩石径向及切向均受压，处于三向应力状态，其围岩强度得到提高，支撑能力也相应加大。 次数用完API KEY 超过次数限制

木支架

用作矿山井巷支护的木柴称作坑木。它是井巷支护中使用早的支护材料，它的优点是：质量轻、容易加工、容易架设和具有可缩性。其缺点是：强度小、易腐蚀、使用年限短、不能防火。木支架基本的结构形式是梯形棚子，它由1根顶梁和2根棚腿组成。为使支架稳固和防止围岩破碎脱落，应在支架与围岩间安设 背板，架设棚子前先挖好柱窝，并顶梁和棚腿结合处做成接口。架设时，使顶梁和棚腿咬合，然后打楔子楔紧棚子，根据围岩情况，一般每米巷道架设1—2架棚子。

由于木支架的特点及木材的紧缺（我国森林法已限制和有计划的采伐），所以除临时巷道和特殊形状巷道外一般已不再使用木材支架。 次数用完API KEY 超过次数限制

它主要用在裂隙围岩。***加固不稳定块体，隧道拱顶受拉***区为***加固区域。

布置原则：拱腰以上部位锚杆方向应有利于锚杆的受拉；拱腰以下及边墙部位锚杆宜逆向不稳定岩块滑动方向。

在破碎和软弱围岩中，一般采用系统布置的锚杆，对围岩起到整个加固作用。对于局部很破碎、软弱围岩部位或可能出现过大变形的部位，应加设长锚杆。

布置原则：

(1)在隧道横断面上，锚杆宜垂直隧道周边轮廓布置，对水平成层岩层，应尽可能与层面垂直布置，或使其与层面呈斜交布置。

(2)在岩面上锚杆宜成菱形排列，纵、横间距为0.6~1.5m，其密度约为0.6~3.6根/m2；

(3)锚杆间距不宜大于锚杆长度的1/2，在Ⅳ、Ⅴ级围岩中，锚杆间距宜为0.5~1.2m，但当锚杆长度超过2.5m时，若仍按间距不大于1/2锚杆长度的规定，则锚杆间的岩块可能因咬合和连锁不良而导致掉块坠落，为此，其间距不宜大于1.25m。 次数用完API KEY 超过次数限制