煤礦錨桿(索)支護理論

煤礦錨桿（索）支護理論 1錨桿支護構件的作用234CONTENT錨桿支護的加固作用現有錨桿支護理論錨桿支護作用機理 錨桿支護構件的作用1錨桿桿體的作用如圖所示，錨桿桿體提供兩方面的作用（抗拉作用和抗剪作用）圖1 錨桿桿體的作用（以樹脂錨桿為例） 錨桿支護構件的作用1 錨桿支護構件的作用1錨桿桿體的作用抗拉作用錨桿桿體所能承受的拉斷載荷：式中 P-錨桿拉斷載荷，N； d-錨桿直徑，mm；σb-錨桿鋼材抗拉強度，MPa。抗剪作用錨桿桿體所能承受的剪切載荷：式中 Q-錨桿剪斷載荷，N； τb-錨桿鋼材剪切強度，MPa。 錨桿支護構件的作用1錨桿桿體的作用牌號屈服強度/MPa抗拉強度/MPa拉斷荷載/kNφ16mmφ18mmφ20mmφ22mmφ25mmQ23524038076.496.7119.4144.5186.5BHRB33533549098.5124.7153.9186.3240.5BHRB400400570114.6145.0179.1216.7279.8BHRB500500670134.7170.5210.5254.7328.9BHRB600600800160.8203.6251.3304.1392.7表1 常用錨桿鋼材的抗拉強度牌號剪切強度/MPa剪斷荷載/kNφ16mmφ18mmφ20mmφ22mmφ25mmQ23526653.567.783.6101.1130.6BHRB33534369.087.7107.8130.4168.4BHRB40039980.2101.5125.3151.7195.9BHRB50046994.3119.3147.3178.3230.2BHRB600560112.6142.5175.9212.9274.9表2 常用錨桿鋼筋的剪切強度 錨桿支護構件的作用1錨桿托板的作用通過給螺母施加一定的扭矩使托板壓緊巷道表面，給錨桿提供預緊力，并使預緊力擴散到錨桿周圍的煤巖體中，從而改善圍巖應力狀態，抑制圍巖離層、結構面滑動和節理裂隙的張開，實現錨桿的主動、及時支護作用。圍巖變形使載荷作用于托板上，通過托板將載荷傳遞到錨桿桿體，增大錨桿的工作阻力，充分發揮錨桿控制圍巖變形的作用。注：托板力學性能應與錨桿桿體的性能相匹配，才能充分發揮錨桿的支護作用。 錨桿支護構件的作用1錨桿托板的作用無托板時錨桿軸力在巷道表面處為0，在一定深度達到最大值，剪力在軸力最大處為0；有托板時，由于錨桿施加的預緊力和圍巖通過托板作用在錨桿桿體上的力，使得錨桿軸力在巷道表面處達到一定值，而且使錨桿軸力最大的位置向孔口移動，更接近巷道表面。軸向力軸向力剪應力剪應力（a）無托板（b）有托板圖2 托板對全長錨固錨桿受力分布的影響錨桿長度錨桿長度軸向力軸向力剪應力剪應力 錨桿支護構件的作用1錨固劑的作用黏結作用假定錨固劑與桿體、錨固劑與鉆孔孔壁之間的黏結應力沿錨固長度內均勻分布。錨桿拉拔力為：式中 P-錨桿拉拔力，kN； l-錨固長度，m；τ1-錨固