承压型端锚高预紧力锚杆支护技术研究

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为解决目前深埋软弱隧道围岩支护中存在的锚杆预紧力施加难、承载力低、初期主动支护效果差的问题,提出了一种适用于隧道围岩新型锚杆支护形式—承压型端锚高预紧力锚杆支护方法。本文采用理论推导、数值模拟、模型实验等方法研究分析了承压型端锚高预紧力锚杆在围岩支护中的锚固原理、结构形式、施工工艺、剪切应力分布规律,得到如下主要结论:1)承压型端锚高预紧力锚杆是一种将树脂药卷的快速凝结特性与水泥砂浆凝结后良好的承压性能结合起来的,提供快速、高强度预紧力初期支护与持续稳定锚固力的新型支护技术。2)承压型端锚高预紧力锚杆注浆段杆体自由无黏结,预紧力施加显著提高;且锚杆仅需等待25s左右树脂胶凝时间,即可施加初次预紧力,起到对围岩的初期快速支护效果。3)承压型端锚高预紧力锚杆较现行隧道常用注浆锚杆较承载力更高、支护性能更好,且两种锚杆对围岩锚固位置完全相反。4)承压型端锚高预紧力锚杆最佳钻孔孔径为75mm,该孔径下锚杆既能提供较高承载力,也能保证较好工程经济效益;锚杆最佳树脂药卷锚固长度为0.2m,最佳注浆锚固长度为0.4m;5)E_a/E_b、E_a/E_c越小,锚杆剪切应力分布长度越大,剪切应力峰值显著降低;锚杆承载力提高,围岩支护效果更好。
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