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锚杆是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分,扩体锚杆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,变直径扩体锚杆,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。
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
扩体锚杆作用原理: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。
锚固剂的作用是将钻孔孔壁岩石与杆体黏结在一起,使锚杆发挥支护作用。同时锚固剂也具有一定的抗剪和抗拉能力,与锚杆共同加固围岩。
我国树脂锚固剂的抗拉强度一般可取11.5MPa。如果直径28mm的钻孔中不安装锚杆,只注树脂锚固剂,则锚固剂可提供7.08KN的抗拉力。如果直径20mm的扩体锚杆杆体,安装在直径28mm的钻孔中,高压喷射扩体锚杆,则锚固剂可提供3.47KN的抗拉力。可见锚固剂提供的抗拉力远小于锚杆。
树脂锚固剂的抗拉强度一般可取35MPa。如果直径28mm的钻孔中不安装锚杆,只注树脂锚固剂,则锚固剂可提供21.54KN的抗剪力。如果直径20mm的杆体,安装在直径28mm的钻孔中,则锚固剂可提供10.55KN的抗剪力,分别是圆钢(Q235)、高强度螺纹钢(BHRB400)、超高强度螺纹钢(BHRB600)的剪断载荷的12.4%、8.4%、5.9%。可见锚固剂可提供一定的抗剪能力。
扩体锚杆拉拨试验: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,扩体锚杆,一般不做破坏性试验。在锚杆被喷射混凝土覆盖后,钢筋扩体锚杆,用锚杆探测仪探明后,将锚杆刨出再进行测定。检测扩体锚杆数量按洞室每长30一50米或每300根锚杆取样一组,每组扩体锚杆不得少于3根,应在检查点同一断面内的一排锚杆中均匀选取。