锚杆的介绍

锚杆，英文“Bolt”；“bolting(准确称谓)”；“anchor(早期称谓)”是当代煤矿当中巷道支护的基本的组成部分，他将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身支护自身。现在锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行主体加固。锚杆作为地下工程和岩石边坡的主要支护形式之一，尤其是在节理裂隙岩体中，锚杆对岩体的加固作用十分明显。

基本介绍 

   1 锚杆

组成锚杆必须具备几个因素：

①一个抗拉强度高于岩土体的杆体

②杆体一端可以和岩土体紧密接触形成摩擦（或粘结）阻力

③杆体位于岩土体外部的另一端能够形成对岩土体的径向阻力

锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加预应力；锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。

根据上述定义，给出了锚杆的基本结构。

  2 主要作用 

  锚杆

① 锚杆悬吊作用：锚杆穿过软弱、松动的岩土体上，提供足够的拉力，克服滑落岩土体的自重和下滑力，防止洞壁滑移、塌落。

② 挤压加固作用：锚杆受力后，在周围一定范围内形成压缩区。将锚杆以适当的方式排列，使相邻锚杆各自形成的压缩区相互重叠形成压缩带。压缩带内的松动地层通过锚杆加固，整体性增强，承载能力提高。

③ 组合梁(拱)作用：锚杆插入地层内一定深度后，在锚固力作用下的地层间相互挤压，层间摩阻力增大，内应力和挠度大为减小，相当于将简单叠合的数层梁(拱)变成组合梁(拱)。组合梁(拱)的抗弯刚度和强度大为提高，从而增强了地层的承载能力。锚杆提供的锚固力愈大，作用愈明显。

④ 锚杆长度：锚杆按照设计、能有效发挥其作用时所需的总长度。按悬吊作用计算时，是锚固长度、加固长度和外露长度之和。按组合梁(拱)作用计算时，是1.2倍组合梁(拱)的高度和外露长度之和。实际取值时，还应考虑开挖轮廓线不平整而增加的附加长度。

⑤ 锚固长度：锚杆锚入地层中的长度，可按经验选取或按计算选取。按经验选取时，考虑锚固方式和锚杆直径。按计算选取时，考虑砂浆与锚杆的粘结力和砂浆与孔壁的粘结力。

⑥ 加固长度：按沿锚杆方向所悬吊的危岩的高度，或围岩荷载高度，也可用声波等测试技术测量的松动圈厚度的方法来确定。

⑦ 锚杆拉拨试验：检验锚杆施工质量、测定锚杆抗拔力的方法之一。在锚杆未被喷射混凝土覆盖之前，用锚杆拉力计或扭力矩扳手直接进行测定。夹住锚杆后，缓慢均匀加压，直至压力表读数达到与设计值相对应的数值为止，或使锚杆松动为止，一般不做破坏性试验。在锚杆被喷射混凝土覆盖后，用锚杆探测仪探明后，将锚杆刨出再进行测定。检测数量按洞室每长30─50米或每300根锚杆取样一组，每组不得少于3根，应在检查点同一断面内的一排锚杆中均匀选取。

  锚杆是岩土体加固的杆件体系结构。

通过锚杆杆体的纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点。

表面上看是限制了岩土体脱离原体。

宏观上看是增加了岩土体的粘聚性。

从力学观点上是主要是提高了围岩体的粘聚力C和内摩擦角φ。

其实质上锚杆位于岩土体内与岩土体形成一个新的复合体。这个复合体中的锚杆是解决围岩体的抗拉能力低的缺点。从而使得岩土体自身的承载能力大大加强。

锚杆是当代地下开采的矿山当中巷道支护的基本的组成部分,他将巷道的围岩束缚在一起,使围岩自身。

支护自身现在锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体等进行主动加固。[1]

3 实际运用 

  自1912年,德国谢列兹矿先采用锚杆支护井下巷道以来,锚杆支护以其结构简单,施工方便、成本低和对工程适应性强等特点,在土木工程(包括采矿工程)中得到了广泛应用。如我国的世纪工程———三峡工程,其大坝施工中使用了大量锚杆(索)维护开挖的边坡、岩壁。又如我国煤矿开采中,每年新掘的锚喷支护的井巷工程长达2000km。但是,锚杆支护作用理论的研究落后于其工程应用是不争的事实,使得锚杆支护设计中,还多采用技术要求低、成本低和管理容易的工程类比的经验方法。