全长预应力锚固课件

1、全长预应力锚固提 纲1、全长锚固发展历程2、不同锚固形式对比分析3、全长锚固应注意的几个问题全长锚固发展历程11）端头锚固自1912年以来，锚杆支护逐渐成为了矿山、土建、水力水电、交通等领域的岩土控制的主要手段，锚固方式经历了端头锚固、全长锚固和加长锚固等典型阶段。胀壳式锚杆，Pd=50kN金属倒楔式锚杆Pd=3050kN竹锚杆，Pd=1020kN楔缝锚杆，Pd=4060kN2）全长锚固管缝式锚杆属摩擦式锚固，可以全长提供径向支护阻力，支护效率低，已被淘汰水泥砂浆锚杆需进行二次注浆，工序复杂，已淘汰。管缝式锚杆Pd=5080kN水泥砂浆锚杆，杆体直径1625mmPd=80160kN3）加长锚固

2、树脂锚杆是指以树脂锚固剂为粘结材料为金属锚杆，煤矿主流支护技术。1950年代起源于西德、60年代欧洲推广、70年代进入美国、澳大利亚，逐渐成为煤矿主力支护材料。我国起步于1970年代，经八五、九五攻关，在、类围岩进行试验应用，现已全面推广。1950年代1960年代1970年代1980年代以降研发西德埃森采矿研究所试验德、法、英端锚，价昂发展全长锚固、锚注破碎围岩成熟美、澳、中加长锚固4）树脂锚固类别（1）锚固方式端头锚固（2060cm），锚杆长度30%加长锚固，锚杆长度30%90% 全长锚固超过锚杆全长的90%4）树脂锚固类别（2）受力 预应力，锚杆安装完成后施加非预应力，只有托板，不加力4）

3、树脂锚固类别（3）材料不饱和聚脂、环氧树脂、聚脂树脂 水泥基材料，无机材料项目单位指标项目单位指标1d抗压强度MPa55凝胶时间快速Kmin1.11.8抗拉强度MPa12中速Zmin45密度g/cm32.0搅拌时间快速Ks17收缩率0.5中速Zs20树脂锚固剂主要技术性能指标水泥基材料应具有早强速凝及微膨胀等特性！4）树脂锚固类别（4）施工灌注式先插锚杆后注砂浆先注砂浆后插锚杆药卷式中空式锚杆实心式锚杆中空注脂锚杆：内置卷式锚固剂，在水压的冲击下经混合器混合从锚杆顶端沿钻孔流出，充满钻孔实现全长锚固。不同锚固形式对比分析21）非全长锚固概述适用条件：围岩变形量小，地质结构简单，原岩应力小。缺点

4、：锚固效能低，不易形成锚固承载结构，被动承载预紧力易衰减甚至丧失锚固端易脱粘浅部中深部深部ll围岩多点位移变形与锚固荷载演化1）非全长锚固概述深部围岩破裂松动范围普遍较大，在23m以上深井、强采动、高地压巷道，非全长锚固可靠性差，不宜采用1）非全长锚固锚固力突然消失非全长锚固，浅部围岩碎胀破裂后，易造成托锚力消失，整个杆体不再受力，锚固整体失效，似杆体突然断裂。2）非全长锚固渐次脱粘受围岩层理特性及锚固材料的复合影响，锚固材料易发生第2界面(树脂与围岩)的脱粘，造成锚固力振荡波动，似退锚3）全长锚固的工况相对较平稳杆体锚固力经历初始锚固力、工作锚固力和残余锚固力三个阶段，巷道围岩控制效果较理想

5、。4）全长误区一：只有全长锚固，没有预紧力在弹性状态的硬岩中施加非预应力锚杆, 只能悬吊临界状态的岩块, 基本上不能起组合作用全长锚固的非预应力锚杆, 主要用于变形大的软弱岩体中, 以控制岩石的塑性变形此类为非主动支护5）全长锚固误区二：粘结胶凝、等待结束后方施加预紧力锚杆安设完毕后，施加预紧力后，在中硬岩石中，轴力方向影响范围约为1530倍杆体直径；软岩中，约为4050倍杆体直径，相当于7501200mm的锚固深度。6）边施加预紧力，粘结材料边固，实现杆体预应力全长分布中性点理论：锚杆与孔壁之间剪应力为零的点称为中性点无论考虑应变是否软化，应力应沿杆体全长分布实现后张状态下的先张效应中性点原

6、理及计算沿杆体全长应力分布全长锚固应注意的几个问题3理论锚杆的实际工况十分复杂锚杆全长承载性能分析锚固材料锚杆：400600MPa以上高强、超高强，长度2.53.0m锚索：1860MPa以上高强度粘结材料：单位长度的粘结力达到要求，第2界面不脱粘灌浆工艺及机具先锚后注：在预紧状态下实现全长锚固，端部速凝小型灌浆泵，扭矩转换器，封孔长度实现“后张”状态下控制围岩的“先张”效应理论锚杆的实际工况十分复杂；锚杆全长承载性能分析锚杆杆体受力可至少可分为三类：增长型、降低型和波浪型围岩处于三向锚固状态长短锚杆匹配粘结式锚杆与管缝式锚杆匹配粘结式锚杆与注浆锚杆匹配巷道开挖支护加固三向应力状态稳定围岩恢复三向应力状态改善围岩完整性二向应力状态 提高围岩强度只有三向锚固才能同时实现以上三种功能理论锚固材料锚杆：400600MPa以上高强、超高强，长度2.53.0m锚索：1860MPa以上高强度单位长度的粘结力达到要求，第2界面不脱粘性能高可替代树脂锚固剂的灌浆材料双速药包克服现有水泥基材料粘结力多在14t实现强初撑、急增阻、高工作阻力灌浆工艺及机具先锚后注：在预紧状态下实现全长锚固，端部速凝小型灌浆泵，扭矩转换器，封孔长度锚固剂性能及封装锚固剂的使用应尽量减少多次施工、繁杂工序，尤其是顶板锚杆滞后灌注式难以发展：药包式（无需要搅拌式）时效差异性（快速+中速或慢速）药包长度，“三径”匹配