不同锚固长度下巷道锚杆力学效应分析及应用

王洪涛¹，王琦^1,2，王富奇²，李术才¹，王德超^1,3，任尧喜³，郭念波²，张世国²

1. 山东大学岩土与结构工程研究中心2. 兖矿集团有限公司博士后科研工作站3. 龙口煤电有限公司梁家煤矿

摘 要：为研究不同锚固长度对巷道围岩的控制效果,从理论方面推导了锚杆应力分布规律,建立了不同锚固长度下巷道围岩力学分析模型,考虑分析了锚杆直径、围岩强度参数、锚固长度、预紧力、布设间距等影响因素,给出了巷道锚杆支护设计的工程建议措施,并通过开展现场试验验证了本文理论研究成果的正确性。研究表明:锚杆受力主要集中在锚固段端头1/3范围内,且沿长度方向杆体剪应力与轴力不断递减;在软岩中更利于锚杆锚固作用的发挥;施加高预紧力,并留设一定的自由段长度,有利于锚杆预紧力在围岩中扩散,可形成有效的锚固围岩承载结构,充分发挥杆体支护潜力;当锚杆布设间距较大时,可通过提高预紧力、适当减少锚固长度来增加预紧力对围岩的控制效果。

关键词：锚杆;锚固长度;预紧力;力学效应;