锚杆支护是主动支护还是被动支护 锚杆支护的作用原理

一、锚杆支护是主动支护还是被动支护

锚杆支护是一种利用锚杆将不稳定岩体或土层与稳定岩体或土层连接起来，从而增强整体稳定性的支护方式。在地下工程中，锚杆支护广泛应用于隧道、矿井等工程领域，用于防止岩体坍塌、提高工程稳定性。在地下工程支护技术中，通常将支护方式分为主动支护和被动支护两种。

主动支护是指在工程开挖前或开挖过程中，通过采取一系列措施，主动增强岩体的稳定性，防止其发生坍塌或滑移。主动支护方式能够充分发挥岩体的自稳能力，提高工程的安全性。

被动支护则是在岩体发生变形或位移后，通过采取相应的支护措施，防止其继续发展。被动支护方式通常是在岩体已经失去自稳能力后采取的补救措施，其效果往往受到岩体变形程度的限制。

根据上述分析，我们可以得出结论：锚杆支护属于主动支护方式。在锚杆支护过程中，通常在工程开挖前或开挖过程中，通过预先在岩体中钻孔并安装锚杆，利用锚杆的预紧力将不稳定岩体与稳定岩体连接起来，从而增强岩体的整体稳定性。这种支护方式充分发挥了岩体的自稳能力，能够有效地防止岩体发生坍塌或滑移。

相比之下，被动支护方式通常是在岩体已经发生变形或位移后采取的补救措施，其效果往往受到岩体变形程度的限制。而锚杆支护则能够在岩体发生变形或位移之前，通过主动增强岩体的稳定性，提高工程的安全性。

二、锚杆支护的作用原理

1、悬吊作用原理

锚杆支护通过锚杆将软弱、松动、不稳定的岩土体悬吊于稳定的岩土体中，以防止其离层滑落。这种作用在地下工程锚固工程中，表现尤为突出。起悬吊作用的锚杆，主要是提供足够拉力，用以克服滑落岩土体的重力或下滑力，来维持工程稳定。

2、组合梁作用原理

这种原理是把薄层状岩体看成一种梁（简支梁），在没有锚固前，它们只是简单地叠合在一起。由于层间抗剪力不足，在荷载作用下，单个梁均产生各自的弯曲变形，上下缘分别处于受压合受拉状态。锚杆支护后，相当于用螺栓将它们紧固成组合梁，各层板便相互挤压层间摩擦阻力大为增加，内应力和绕度大为减少，于是增加了组合梁的抗弯强度。

3、挤压加固作用原理

通过光弹试验证实了锚杆的挤压加固作用，当在弹性体上安装具有预应力的锚杆时，发现弹性体内形成以锚杆两头为定点的锥形压缩带，若将锚杆以适当的间距排列，使相邻锚杆的锥形体压缩区相互重叠，便形成了一定厚度的连续压缩带。

4、围岩强度强化理论

通过实验室相似材料模拟试验和理论分析，深化了锚杆支护的作用原理：可认为锚杆支护作用实质就是改善锚固区岩体力学参数，强化锚固区围岩强度，特别是强化围岩破裂后的强度，从而保持地下工程的围岩稳定。

三、锚杆支护的构件及作用

锚杆支护系统由多个关键构件组成，每个构件都发挥着不可或缺的作用，共同确保锚杆支护系统的稳定性和有效性。以下是对锚杆支护系统主要构件及其作用的详细阐述：

1、锚杆体

锚杆体是锚杆支护系统的核心构件，通常由高强度、耐腐蚀的金属材料（如钢筋、钢管等）制成。锚杆体的主要作用是将支护力传递给围岩，形成承载结构。其长度、直径和材质的选择需根据具体地质条件和支护要求来确定，以确保锚杆体能够牢固地插入围岩中，并承受足够的拉力和剪力。

2、锚固剂

锚固剂是锚杆支护系统中用于固定锚杆体的关键材料。它通常采用树脂、水泥基或其他高强度化学材料制成，能够在锚杆体插入围岩后迅速固化，形成强大的锚固力。锚固剂的作用是将锚杆体与围岩紧密地结合在一起，防止锚杆体松动或脱落，从而确保支护系统的稳定性和可靠性。

3、垫板与螺母

垫板和螺母是锚杆支护系统中的连接构件，用于将锚杆体的拉紧力传递到围岩上。垫板通常放置在围岩表面与锚杆体之间，用于增大接触面积和分散应力。螺母则用于将锚杆体锁紧在垫板上，防止其松动。垫板和螺母的选择需根据锚杆体的规格和围岩的性质来确定，以确保连接牢固、可靠。

4、托盘

托盘是锚杆支护系统中的辅助构件，用于进一步分散锚杆体对围岩的应力，并增加支护面积。托盘通常与垫板配合使用，放置在垫板上方，通过螺栓或焊接等方式与锚杆体连接。托盘的设计需考虑其承载能力、变形性能和耐久性等因素，以确保在支护过程中能够保持稳定的支护效果。