天津振华预应力锚具|预应力锚杆对围岩的整体加固作用：

由于受构造运动和各种自然因素的影响，岩体通常是非均质和各向异性的，不仅完整程度不同，其力学性质也有很大差异。在物理力学性能差异较大的岩体上和岩体中修建水工建筑物会遇到各种各样的工程问题，其中最为常见的是稳定问题。此外，为了节省工程投资，减少工程量，设计者往往千方百计地利用岩体的固有承载能力，但岩体中固有承载能力如何利用，软弱破碎岩体如何改造，都是工程设计者所需解决的问题。

预应力锚固技术因能充分发挥岩体固有承载能力，并可根据岩体的实际情况，有效改造软弱破碎及不稳定岩体，因此是合理利用其承载能力的最好方法之一。预应力锚杆对围岩的整体加固主要有以下作用：

(一)限制围岩有害变形发展，对围岩提供支护抗力

隧道开挖后围岩变形山与支护抗力之间关系的特征曲线。它清楚地表明，欲使围岩产生的变形越小，则需提供的支护抗力越大。如果允许围岩产生较大的变形，则可施加较小的支护抗力，当围岩变形超过允许值时，围岩就产生破坏，形成作用于结构体上的“松散压力”，此时支护结构所承受的荷载反而增大。因此理想的设计是，以最小的支护抗力维护围岩稳定，及时有效地限制围岩有害变形的发展。在特征曲线的K点处进行支护是最合户理和最经济的。采用预应力螺纹钢锚具技术，可以及时、提供均匀支护抗力，有效地限制围岩有害变形的发展，维护围岩的整体稳定。

预应力锚杆对围岩整体的锚固作用，主要表现在可以充分利用预应力钢材具有较高的抗拉强度和一定程度的抗剪强度来加固岩层；还可以采用预应力锚杆锁紧围岩介质，提高围岩之间的摩擦阻力，通过咬合作用，使不稳定的表层与未遭破坏影响并依然具有较高承载能力的深层岩体形成整体。

预应力扁型锚具锚固技术对松散岩层的锚固作用，已被美国Lang用砾石在下述试验中证实，在一个金属桶中填满了粒径为10mm的砾石，填石料桶中预先设置许多螺栓，将砾石振动捣实至一定程度，然后在砾石表面对螺栓施加压力，此时当料桶旋转向下时，不但砾石不滚出，而且由于预应力产生侧向压力的作用，还能使砾石从中间向桶壁传递较大荷载。这充分证明了预应力锚杆对松散岩体的锚固作用。

(二)调整围岩中的应力状态，提高围岩稳定性

为了研究预应力锚杆对围岩的加固机理，许多工程技术人员进行了光弹试验，单根预应力锚杆引起的围岩的应力状态，群锚之间的围岩应力状态。

试验表明，单根钢质锥形锚具能引起附近围岩产生双向压应力状态，在洞表层出现径向拉力，围岩内则出现横向拉应力。压应力区对围岩稳定是有利的，拉应力区对围岩稳定是不利的。

对于锚杆群，也是形成一个双向受压区。整个锚杆群使洞室上方形成一个双向受压带，由于这个双向受压带在洞室上方，显然利于围岩稳定。为防止表层的拉应力，采用普通砂浆锚杆是有效的方法。

为了探讨预应力锚杆调整应力场的情况，还用有限单元法进行了计算。毛洞的应力状态，在岩洞上方产生较大的拉力区，洞室是难于稳定的；预应力锚杆加固后，洞室上方的拉力区转移到锚杆端部围岩上方，保证了岩洞上方有一个受压区，改善了围岩的应力状态，有利于围岩稳定。显然，压缩带的厚度(B)愈大对围岩的稳定愈有利。压缩带厚度月与锚杆的长度乙和间距D的比值K＝芸有关：尺愈大，II愈大。模型试验表明，当K＝15，月＝015L；当上／K＝2，月二0.3L；当尺＝3，月＝0.6L，即预应力锚杆布置愈密，压缩带愈厚。但是，预应力锚杆过密，经济性不好。一般来说，选用K＝3、月＝o．6L较为妥当。对于系统布置的预应力锚杆，锚杆间距选用锚杆长度的三分之一，大致可以获得锚杆长度之半的压缩带厚度。整体加固围岩时，一般可以按此选择预应力锚杆的参数。

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