1、巖土錨固作為一種實(shí)用性強(qiáng)的工程加固技術(shù)已經(jīng)成為解決巖土工程穩(wěn)定性問(wèn)題最有效的手段之一，在邊坡工程、隧道工程、采礦工程及基坑工程等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于錨固系統(tǒng)的隱蔽性和復(fù)雜性,使得現(xiàn)階段對(duì)巖土錨固理論的研究還很不成熟,錨固系統(tǒng)的力學(xué)作用機(jī)理還沒(méi)有形成一套完整的體系,巖土錨固支護(hù)設(shè)計(jì)和施工還存在一定的盲目性。本文在分析和總結(jié)目前錨固技術(shù)發(fā)展概況、錨固系統(tǒng)破壞模式、錨固界面力學(xué)作用機(jī)理研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上,對(duì)以下幾個(gè)方面展開(kāi)了較為

2、深入的研究,主要有:
　　(1)總結(jié)了已有錨固體與巖土體之間的剪切滑移本構(gòu)關(guān)系模型?；?B.Benmok-rane等建立的孔壁界面剪切滑移本構(gòu)模型,采用荷載傳遞函數(shù)法,建立彈塑性理論空間模型,得到了錨桿(索)界面上剪應(yīng)力沿錨固體長(zhǎng)度分布的理論解。研究表明,錨固體與圍巖界面可分為殘余剪切階段,塑性軟化階段和彈性變形階段,不同階段的界面上具有不同剪應(yīng)力分布規(guī)律,并對(duì)錨固效果的影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。
　　(2)建立了錨桿(索

3、)與圍巖體之間相互作用的載荷傳遞微分方程,分別對(duì)錨固體處于彈塑性狀態(tài)和粘彈塑性狀態(tài)下的應(yīng)力變化過(guò)程進(jìn)行了分析,得到了界面應(yīng)力分布的表達(dá)式。結(jié)合拉拔力學(xué)模型,推導(dǎo)出了預(yù)應(yīng)力錨桿(索)剪應(yīng)力及軸力分布公式,給出了合理預(yù)張荷載的確定方法。
　　(3)基于鋼筋表面形態(tài),將剪脹滑移模型引入界面應(yīng)力分析中,建立了砂漿中鋼筋荷載傳遞模型,獲得了鋼筋應(yīng)力沿錨固長(zhǎng)度的分布規(guī)律,并對(duì)其影響因素進(jìn)行分析。利用彈性理論對(duì)錨桿(索)合理孔徑比進(jìn)行分析研究,

4、得到了錨固荷載達(dá)到極限時(shí)的孔徑比公式。
　　(4)通過(guò)巖土體中錨桿(索)拉拔試驗(yàn)研究,與沿錨固體的應(yīng)力分布規(guī)律理論結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析顯示兩者吻合較好,證明了理論分析的正確性。對(duì)煤層及砂漿錨桿(索)拉拔試驗(yàn)得到的荷載位移全過(guò)程曲線進(jìn)行分析,得到了拉拔過(guò)程中兩個(gè)界面的破壞過(guò)程,并利用聲發(fā)射技術(shù)對(duì)砂漿中界面破壞過(guò)程進(jìn)行了系統(tǒng)分析。推導(dǎo)了錐體粘結(jié)破壞模式下錨固系統(tǒng)的極限抗拔承載力計(jì)算公式,得到了試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)錐體粘結(jié)破壞時(shí)鋼筋極限抗拔力,并

5、與理論值進(jìn)行了比較分析。
　　(5)推導(dǎo)了錨固層界面極限抗剪強(qiáng)度參數(shù)與錨桿拉拔P-S曲線之間的公式關(guān)系,利用在煤巖體中進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到的P-S曲線數(shù)據(jù),得到了錨固劑(樹(shù)脂、砂漿)與煤巖體之間的抗剪強(qiáng)度參數(shù),對(duì)錨桿(索)工程設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。
　　(6)基于對(duì)錨固理論和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的研究提出一套符合工程實(shí)際的動(dòng)態(tài)錨桿(索)支護(hù)設(shè)計(jì)方法,將該設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于檸條塔煤礦N1203工作面膠運(yùn)順槽錨桿(索)支護(hù)設(shè)計(jì)中,并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)段