1锚喷支护的作用机理

1.1锚喷支护的作用机理

锚喷支护的作用机理目前有两种分析方法：一种是从结构观点出发，把喷层和部分围岩组合在一起，看作组合梁或承载拱，拔锚杆看作是固定在围岩中的悬吊杆；另一种是从围岩与支护共同作用观点出发，认为支护不光承受来自围岩的压力，并反过来作用给围岩压力，以此来改善围岩的受力状态，锚喷支护后，还可提高围岩的强度指标，从而提高围岩的承载能力。

1.2喷射混凝土的作用

喷射混凝土是借助喷射机械，利用压缩空气或其他动力将按一定比例配合的拌和料，通过管道输送并以高速立即喷射到新开挖出来的岩石面上凝结硬化而成的一种混凝土，高速喷射的混凝土不仅隔绝了岩石与空气和水的接触，防止围岩风化、松动和脱落，而且能渗入岩石裂隙，封闭节理，与围岩紧密粘结，从而使围岩仍保持未松动的原始稳定状态，并能与混凝土共同工作。由于。近年来，湿喷法喷射技术的日趋完善，新型外加剂、外掺料的开发和使用，大大发展了喷射混凝土技术。
喷混凝土支护的作用主要：
(l)支承围岩。喷层能与围岩密贴和粘结，并给围岩表面以抗力和剪力，从而使围岩处于三向受力状态，防止围岩强度恶化。
(2)卸载作用。喷层是柔性的，可以使围岩在不出现有害变形的前提下，能进入一定程度的塑性。喷层的柔性也可减小喷层中的弯曲应力。
(3)填平补强围岩。喷射混凝土可使混凝土射入围岩张开的裂隙，填充表面凹穴，使裂隙分割的岩块层面粘结在一起，保持岩块间的咬合镶嵌作用，提高岩块的粘结力、摩阻力，有利于防止围岩松动，避免或缓和围岩应力集中。
(4)覆盖围岩表面。喷层直接粘贴岩面，形成防风化和止水的防护层，阻止节理裂隙中充填物的流失。
(5)分配外力。通过喷层把外力传给锚杆、钢筋网架等，使支护结构均匀受力。

1.3锚杆的作用

(1)加固围岩作用。围岩多数处于受剪破坏状态，锚杆的抗剪能力提高了围岩锚固区的C、值，尤其是在节理发育的岩体中，加固作用更为明显。
(2)加固不稳定块体。用局部锚杆可以加固不稳定块体。如利用锚杆的悬吊作用，阻止拱顶不稳定块体的塌落，利用锚杆的抗剪作用阻止边墙不稳定块体的滑落等。
(3)形成沿开挖面的受力环区，将开挖面处的高应力延伸到岩体深处。
(4)改善“岩石一混凝土结构体系”的承重效果，起到锁定岩石共同受力的作用。
(5)限制围岩位移，部分减少开挖过程中引起的松动。
(6)梁作用。在层状岩体中，，其作用如叠合梁一样，由于锚杆使层间紧密，使其能传递剪力，从而具有组合梁的效果。

2喷钢纤维混凝土支护

喷钢纤维混凝土是一种在喷混凝土中掺入分布均匀且离散的钢纤维，依靠压缩空气高速喷射在围岩表面的新型复合材料。喷射混凝土中掺入钢纤维，为混凝土提供了微型配筋，可增强与混凝土之间的握裹力和锚固力，显著改善混凝土的抗裂性、延性、韧性及抗冲击性能。同一般喷射混凝土相比，它具有韧性好、适应变形能力强和良好的抗渗性、耐久性等优点，起到代替钢筋网或钢筋的作用，并与围岩及时、完全结合，充分发挥围岩自承能力，从而减少围岩变形、保证围岩稳定。不但技术先进，施工速度快，同时具有较好的施工安全性，经济也较合理。

3高压固结灌浆

根据注浆固结体力学性能的试验研究、断裂损伤力学模型的反分析成果以及大量的工程实践均证实了围岩固结灌浆有如下基本作用：

3.1围岩灌浆对岩体力学性能的改善

(l)灌浆加固提高了围岩的变形模量，改善其变形性能灌浆
浆液经高压掺入岩块破裂面后，能够较好地固结岩块，提高其承载能力，并在较大的变形范围内保持稳定的承载力。经过试验证实，固结灌浆能比较有效的提高岩体的变形模量，其效果显著的原因是由于岩体内结构面的一部分受水泥结石充填，而其余一部分受压闭合，从而改变了岩体内结构面的变形性状，达到了提高岩体变形模量的效果。
(2)岩体灌浆后，其强度有所增加，即摩擦系数f和凝聚力C有所提高
灌浆后的节理岩体内充填了水泥浆，而且裂隙面受到灌浆压力作用而被压紧，变为闭合状态，从整体上增加了裂隙间的咬合，这些有助于岩体抗剪强度的提高，另外，由于节理面的贯通性受到改变并受到一定的闭合压力，弱面破坏受到一定比例的阻止。因此，灌浆对岩体的凝聚力和摩擦系数均有所提高。

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文章名称： 浅议锚喷支护与高压固结灌浆技术提高围岩承载

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