锚杆种类和锚固力

锚杆是锚固在岩体内维护围岩稳定的杆状结构物。对地下工程的围岩以锚杆作为支护系统的主要构件，就形成锚杆支护系统。单体锚杆主要由锚头（锚固段）、杆体、锚尾（外锚头）、托盘等部件组成。

1．锚杆的分类

①机械锚固式锚杆包括胀壳式锚杆、倒楔式锚杆、楔缝式锚杆。

②粘结锚固式锚杆包括树脂锚杆、快硬水泥卷锚杆、水泥砂浆锚杆。

③摩擦锚固式锚杆包括缝管式锚杆、水胀式管状锚杆等。

按杆体锚固段长短可分为端头锚固、全长锚固和加长锚固。

按锚杆杆体的工作特性分为刚性锚杆、有限可拉伸及可拉伸锚杆。

按锚杆作用特点可分为主动式锚杆和被动式锚杆。

按制造锚杆杆体的材料可以划分出木锚杆、竹锚杆、金属锚杆、（钢筋）混凝土锚杆以及聚酯锚杆等。

2．锚杆的锚固力

锚杆支护通过锚入围岩内部的杆体，改变围岩本身的力学状态。它的受力状况以及它对围岩的作用方式比棚式支架复杂得多。国标GBJ86-85 将锚固力定义为锚杆对围岩的约束力。

（1）根据锚杆对围岩的约束方式定义锚固力

①托锚力：托锚力包括安装锚杆时，通过拧紧螺母产生的锚杆托板对围岩的预紧力，水胀式管状锚杆杆体纵向收缩，使托盘对围岩产生预紧力；以及锚杆托板阻止围岩向巷道内位移时，对围岩施加的径向支护力。

②粘锚力：粘结剂将围岩与锚杆粘结成整体，由于围岩深部与浅部变形的差异，锚杆通过粘结剂对围岩施加粘结力来抑制围岩变形。粘锚力就是锚杆杆体的轴力。摩擦锚固式锚杆通过杆体与围岩之间摩擦力对围岩施加锚固力来抑制围岩变形。

③切向锚固力：围岩体的变形大多从岩体的弱面开始的，在围压作用下围岩沿弱面滑动或张开。锚杆体贯穿弱面，围岩沿弱面滑动或张开，这种力称为切向锚固力。

（2）根据锚杆的锚固作用阶段定义锚固力

①初锚力：安设锚杆时，人为地对锚杆进行拉张而使锚杆具有的作用于围岩的力称为初锚力。

②工作锚固力：锚杆安设后，围岩变形，锚固剂发挥粘结作用；或者杆体与围岩之间摩擦力制约围岩变形，此时锚杆对围岩的作用力为工作锚固力。

③残余锚固力：当围岩表面和深部的相对变形量超过锚固剂的极限变形量以后，锚固剂破坏工作锚固力丧失。但由于已破坏的锚固剂仍具有残存粘结强度，钻孔围岩、破坏的锚固剂、锚杆杆体之间存在摩擦力，锚杆对围岩仍具有约束力，称为残余锚固力。

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