基于摩阻力及钻孔半径条件下的全长粘结锚杆力学分析

熊齐欢^1,2,3，刁虎^1,2,3

1. 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司2. 金属矿山安全与健康国家重点实验室3. 金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心

摘 要：为更加合理地求解全长粘结砂浆锚杆在预应力作用下锚杆砂浆体与围岩之间的剪应力分布规律,基于Kelvin力学模型以及弹性力学的基本假设,采用理论分析与数学推导的方法,分别从只考虑预应力时的剪应力分布的解析解和综合预应力以及摩阻力与围岩间的相互作用2个角度,对锚杆进行受力分析,并求得剪应力的分布规律。利用Mathematic分别生成τ(r、z)曲面,进行比较分析,得出剪应力随着锚杆深度近似成双曲线分布,在孔口处达到最大值,并沿着杆长方向迅速减小;在浅层岩体中,剪应力分布随着钻孔半径增大而减小。结论对现场工程应用中钻孔半径控制以及孔口处口径处理有一定的指导意义。

关键词：全长粘结砂浆锚杆;预应力;摩阻力;钻孔半径;