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1、支护结构理理论的发展
⑴1920年以前的古典典压力理论阶阶段:
●特点:作用在在支护结构上上的压力是其其上覆岩层的的重量
●代表:海姆()、朗肯()和金尼克等理理论
随着开挖深度度的增加,人人们越来越多多的发现,古古典压力理论论不符合实际际情况,于是是出现了散体体压力理论。。
⑵1920~1960年代的松散体体理论阶段::
●特点:当地下下工程埋深较较大时,作用用在支护结构构上的压力,,不是上覆岩岩层的重量,,而只是围岩岩坍落拱内的的松散岩体的的重量。
●代表:太沙基基()和普氏理论
⑶60年代后发展期期来的现代支支护理论阶段段:
●特点:围岩和和支护结构共共同组成了承承载的支护体体系,其中围围岩是主要的的承载结构,,而支护结构构是辅助性的的,但也不可可缺少。
●代表:新奥法法理论是其典典型代表。
2、现代支护理理论与设计要要点
⑴现代支支护理论
①一切方法法、手段和措措施都围绕围围岩稳定为目目的;
②支护与围围岩视作统一一的复合体,,支护合围岩岩共同作用;;
③在复合体体中,围岩是是承载主体,,最大限度的的发挥围岩的的自承能力,,同时也要发发挥支护结构构的承载能力力;
④凭借现场场试验和监测测手段,划定定围岩级别,,获得力学参参数,指导设设计施工;
⑤对不同的地质质条件,力学学特征的围岩岩,灵活采用用不同支护方方式,力学计计算模型。如如荷载-结构模型、经经验类比模型型等;
⑵基本要要求
①支护必须须与周围岩体体大面积的牢牢固接触,即即保证支护-围岩作为一个个统一的支护护体系而共同同工作;
②重视初期期支护的作用用,并使初期期支护与二次次支护相互配配合,协调一一致的工作;;
③要允许围围岩及支护结结构产生有限限的变形,以以允许发挥围围岩的承载作作用而减少支支护结构的受受力。为此要要求对支护结结构的刚度、、构造给予充充分的注意;;
④必须保证证支护结构及及时施作。如如支护施作过过晚,会使围围岩暴露时间间过长,产生生过渡的位移移而濒临破坏坏,所以应在在坑道围岩达达到极限平衡衡之前发挥其其承载作用;;
⑤支护结构要根根据坑道围岩岩的实际动态态,及时进行行调整和修改改,以适应不不断变化的围围岩状态;
3、锚喷支护与与传统支护的的区别
⑴对围岩和和围岩压力的的认识上:
●传统支护理论论:围岩压力力由洞室塌落落的围岩“松散压力”造成的;
●锚喷支护理论论:围岩具有有自承能力,,围岩作用在在支护上的压压力不是松散散压力,而是是阻止围岩变变形的形变压压力。
⑵在围岩和和支护间的相相互关系上::
●传统支护理论论:将围岩与与支护分开考考虑,视为“荷载-结构”体系
●锚喷支护理论论:将围岩和和支护视为统统一体,二者者组成“围岩-支护”体系共同参与与工作。
⑶在支护功能和和作用原理上上:
●传统支护理论论:支护只是是为了承受荷荷载;
●锚喷支护理论论:支护是为为了及时稳定定和加固围岩岩。
⑷在设计计计算方法上::
●传统支护理论论:主要是确确定作用在支支护上的荷载载;
●锚喷支护理论论:设计的作作用荷载是岩岩体的地应力力,围岩和支支护共同承载载;
⑸在支护形形式和工艺上上
●传统支护理论论:模注混凝凝土;
●锚喷支护理论论:施工方法法简单,灵活活,不需模板板,无需回填填,在围岩松松动之前能及及时加固围岩岩。
4、锚喷支护的的特点(主要在机理和和工艺上)
⑴及时性:喷射砼,如早早强,能迅速速给围岩提供供支护抗力
⑵粘贴性性:喷射砼与围岩岩能全面密贴贴粘结,粘结结力一般可达达70kg/cm3;
粘结有三种作作用:
①连锁作用用;②复复合作用;;③增增强作用(填充凹隙穴)
⑶柔性:容易调节围岩岩变形,可控控制围岩塑性性变形适度发发展,发挥自自承能力;
⑷深入性::锚杆可深入围围岩一定深度度加固围岩,,形成承载圈圈
⑸灵活性::支护类型、参参数、数量可可灵活调整。。
⑹封闭性::可阻止水对围围岩的侵蚀而而引起风化等等。
1、锚杆支护结结构
⑴锚杆类类型
①全长粘结结型
②端头锚固型
全长粘结型
端头锚固型
③摩察型
④预应力型
⑵锚杆的力力学作用
锚杆是利用围围岩自身强度度来支护围岩岩,属于内部部支护,其对对围岩的力学学效应主要有有以下作用::
①悬吊作用:将不稳定岩层层悬吊在坚固固岩层上,阻阻止围岩移动动滑落。
②减跨作用:在隧道顶板岩岩层中大入锚锚杆,相当于于在顶板上增增加了支点,,使隧道跨度度减小,从而而使顶板岩体体应力减小。。
③组合梁作用::在岩层中大入入锚杆,将若若干薄弱岩层层锚固在一起起,类似将叠叠合的板梁变变成组合梁,,提高岩层的的承载力。
减跨作用
组合梁作用