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锚喷支护结构的设计与施工

锚喷支护结构的设计与施工

锚喷支护结构的设计与施工基坑支护技术2009-11-14 11:02:42 阅读214 评论0 字号:大中小订阅1.1 概述喷射混凝土是利用高压空气将掺有速凝剂的混凝土混合料通过混凝土喷射机与高压水混合喷射到岩面上迅速凝结而成的,锚喷支护是喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土等结构组合起来的支护形式,可以根据不同围岩的稳定状况,采用锚喷支护中的一种或几种结构的组合。

工程实践证明,锚喷支护较传统的现浇混凝土衬砌支护优越。

由于锚喷结构能及时支护和有效地控制围岩的变形,防止岩块坠落和坍塌的产生,充分发挥围岩的自承能力,所以锚喷支护结构比模注混凝土衬砌的受力更为合理。

锚喷支护能大量节省混凝土、木材和劳动力,加快施工进度,工程造价可大幅度降低,并有利于施工机械化程度的改进和劳动条件的改善等。

此外,锚喷支护是一种符合岩体加固原理的积极支护方法,加固体具有良好的物理力学性能。

即它能及时地支护和加固围岩,与围岩密贴并封闭岩体的张性裂隙和节理,加固围岩结构面,有效地发挥和利用岩块间的镶嵌咬合和自锁作用,从而提高岩体自身的强度、自承能力和整体性。

由于锚喷支护结构柔性好,它能同围岩共同变形,构成一个共同工作的承载体系。

在变形过程中,它能调整围岩应力,抑制围岩变形的发展,避免岩体坍塌的产生,防止过大的松散压力出现。

锚喷支护技术不再把围岩仅仅视作荷载(松散压力),同时还把它视为承载结构的组成部分。

锚喷支护应配合光面爆破等控制爆破技术,使开挖断面轮廓平整、准确,便于锚喷成型,并减少回弹量;减轻爆破对围岩的松动破坏,维护围岩强度和自承能力,使其受力良好。

目前,锚喷支护结构的设计和施工,已积累了不少经验。

锚喷支护结构设计和施工除了计算之外,还依赖于“经验类比”。

还有很多需要进一步研究的问题,例如支护结构设计理论、支护形式和时间的合理确定、施工控制、低温下喷混凝土的成型等问题。

此外,锚喷支护的使用也是有一定条件的,在围岩的自承能力差、有涌水及大面积淋水处、地层松软处就很难成型。

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● 设计施工中要正确估计围岩特性及其随时间的变化,以便采 取最合适的支护措施和支护时间。
⑵ 支护与围岩共同作用的力学原理
① 锚喷支护结构设计的力学原理:采用的是围岩体和柔性支护 共同变形的弹塑性理论。
② 弹塑性理论的基本概念:基于材料试验弹塑性曲线
③ 对于圆形隧道,作如下假定:
● 围岩为均质、各向同性的连续弹塑性体;
减跨作用
组合梁作用
③ 组合梁作用:在岩层中大入锚杆,将若干薄弱岩层锚固在 一起,类似将叠合的板梁变成组合梁,提高岩层的承载力。
④ 挤压加固作用(整体加固作用):预应力锚杆群锚入围岩后, 其两端附近岩体形成圆锥形压缩区,按照一定间距排列的锚杆 在预应力作用下构成一个均匀的压缩带,即承载环。压缩带中 的岩体处于三向应力状态,显著提高围岩强度。
② 砂浆锚杆所需锚固长度
● 锚杆直径d:
以抗拉为例,锚杆直径可用下式计算:
d 2 kN
Rg
式中:K是安全系数,可取2;Rg是锚杆抗拉强度;N是锚杆 所受拉力;d是锚杆直径。
● 锚固深度L1:
根据锚杆抗拉强度与砂浆粘结力相等的等强度原则,可确定
锚杆的锚固深度L1: L1
d 2Rg
4kD
其中:d是锚杆直径,16 ~螺22纹钢筋;D是钻孔直径;k安全系
相11对、位影移响值隧指道实周喷测边位最混移终值位凝与移两量土测的点因层距素离有与之哪比些围;? 岩体表面紧密粘结、咬合、使洞室表面岩
● 了解开挖体工作形面的成工程较地质平,包顺括地的质种整类及体分布,状态依,岩靠石颜结色、合成分面、结处构等的,节抗理状拉况,、断层抗特征压等 、抗剪能
力,与岩体密贴组成“组合结构”或“整体结构物”共同工
岩的力学效应主要有以下作用: ●内拱的承载力常是一种安全储备,安全系数

《锚喷支护施工》课件

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03
钢筋网布置
在喷射混凝土前,铺设或固定钢筋网 ,以增加混凝土的抗拉强度。
养护与防护
喷射完成后,对混凝土进行养护,并 采取措施防止其受到侵蚀和破坏。
05
04
喷射作业
使用喷射机将混凝土混合料喷射到岩 面上,控制好喷射厚度和均匀性。
钢丝网、钢筋施工工艺流程
钢丝网选择与加工
根据工程需要,选择 合适的钢丝网规格, 并进行加工处理。
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目 录
• 锚喷支护施工概述 • 锚喷支护施工材料 • 锚喷支护施工工艺 • 锚喷支护施工质量检测与控制 • 锚喷支护施工安全措施 • 锚喷支护施工案例分析
01
锚喷支护施工概述
锚喷支护技术的定义
锚喷支护技术是一种利用锚杆和喷射混凝土联合支护围岩的施工方法,通过在岩 体中打入锚杆,并喷射混凝土,以增强围岩的稳定性,防止岩体变形和破坏。
03
04
钢筋的种类与选择
根据工程要求选择合适的钢筋规格,如直 径、长度等。
05
06
选择符合国家标准的优质钢筋,确保质量 可靠。
03
锚喷支护施工工艺
锚杆施工工艺流程
钻孔
使用钻机在岩土层中钻孔,孔 径和深度需符合设计要求。
注浆
向钻孔内注入配制好的浆液, 使锚杆与岩土层紧密结合。
锚杆材料选择
根据工程要求和地质条件,选 择合适的锚杆材料,如钢、塑 料或玻璃纤维等。
清理现场
施工完成后,及时清理施工现场,确保作业环境整洁 、有序。
总结评估
对整个锚喷支护施工过程进行总结评估,总结经验教 训,不断提高施工安全水平。
06
锚喷支护施工案例分析
某矿山的锚喷支护施工案例

喷锚支护结构设计与施工共120页

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37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢,但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何,且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔,思而不学则殆。— —西塞 罗
谢谢!
36、自己的鞋子,自己知道紧在哪里。——西班牙
喷锚支护结构设计与施工
56、极端的法规,就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要,人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益, 而是为 了公共 的利益 ;一部 分靠有 害的强 制,一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ,那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克

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4
d 2 t
Q
⑵ 按挤压加固拱理论:
b L,tgα——锚a杆在松散体中控制角,取为45°;
tg
支护能力估算:拉麦公式—单位面积的承载强度P为
式中
b————破组裂合锚拱固厚体度强;度,P按最软2围z 岩1验算b,R取2R
=10MPa; 2

R——巷道的半径或1/2宽度。
因管缝式锚杆管径大于孔径,需用风钻(需装特制顶具)或其他专用机具强行将杆体 挤入钻孔,依靠管体的弹性变形恢复力而与孔壁紧紧挤压,在杆体全长产生锚固力。锚 固力可达50~70kN。
4. 树脂锚杆:
中速2~5min,快速0.5~1min,一个药包的锚固力可达50kN以上、端头锚固, (K2350和Z2350, 长度为2.00m、φ20mm螺纹钢,每孔安装两个树脂药卷,成本在30 元左右)。
快硬膨胀水泥锚杆: 安装时,把水泥卷的塑料外套、纱网内的圆纸筒去掉,把水泥卷串 入杆体放至阻挡垫圈,再将锚杆头部和水泥卷插在水中浸3~5s后送入钻孔中,用带挡圈 的套管将水泥卷冲压密实,而后安装垫板和紧固螺母。安装1个水泥卷的锚固力达20~ 40kN;安装2个水泥卷的锚固力达60~90kN。
6. 玻璃钢锚杆
这种玻璃钢锚杆杆体可切割、轻质高强、便于安装;成本低,与金属锚 杆相比,成本降低40%左右,可替代现有煤帮金属锚杆、木锚杆、竹锚杆 等煤帮支护。
二.锚杆支护作用机理:
1. 悬吊作用 将软弱直接顶、伪顶悬挂在坚硬的老顶
上或稳定的完整岩体上 缺陷:只适应于顶板
如果顶板中没有坚硬稳定岩层或 顶板软弱岩层较厚,围岩破碎区范 围较大,无法将锚杆锚固到上面坚 硬岩层或者未松动岩层时,悬吊理 论就不适用。
锚喷支护

喷锚支护结构设计与施工共120页

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喷锚支护结构设计与施工
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵, 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法, 总体上 来说, 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日,便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持,法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例,它们 迅速累 聚,进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律,事物有规律,这是不 容忽视 的。— —爱献 生
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生,以及整个命运 的,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
ห้องสมุดไป่ตู้

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L2:有效锚固长度

L3:锚固段长度 端头L3=0.3-0.4m

B、锚杆杆体直径:

d=35.52﹙Q/δ﹚1/2
• 式中 Q:锚固力=KHD2r

δ:锚杆材料抗拉强度

K:安全系数

H:抗弱岩层厚度

C、锚杆间、排距

a=(Q/krL)1/2
• 式中 r:岩石体积(密度)

k:安全系数1.5-2
• 〈7〉快硬水泥锚杆 • 〈8〉快硬膨胀水泥锚杆 • 与树脂性质相似
• (2)锚杆支护作用原理:
• 〈1〉悬吊作用(悬吊软弱层状顶板、悬吊危岩)
• 指锚杆将软弱的直接顶吊挂在其上的坚固老顶上, 或将松动的岩块连结在松动区外的完整坚固岩体上,使 松动岩块不致冒落。
• 〈2〉组合梁作用
• 指将层状岩体各层用锚杆连结并紧固,锚杆把数层 薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁,提高了岩层的 整体抗弯能力。在相同载荷作用下,组合梁在板梁的挠 度和内应力大为减少。

D、货源充足,供应有保证。选择时考虑供方产量,
运输条件。原则是不能影响生产。

总之,选用锚杆要全面考虑。优先选用树脂锚杆、
管缝锚杆和泵注砂浆锚杆。煤巷不宜用砂浆锚杆倒楔式 和涨壳式锚杆。
• 〈2〉按悬吊理论设计锚杆支护参数:

A、锚杆长度:
•ห้องสมุดไป่ตู้
L=L1+L2+L3
• 式中 L为锚杆长度

L1:锚杆外露长度 一般为0.15m
• 〈4〉冒落拱理论法设计锚杆支护参数:P127-129
• A、锚杆根数:Ny=K3QHNy/P

最新喷锚支护结构设计与施工ppt课件

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e r
( p0
R)
R2 r2
e
( p0
R)
R2 r2
● 围岩引起的径向应变:
r
ur r
r
12
E
(re
1
e
)

由以上关系得:ur
r
2RG 2(p0R)r12
● 弹塑性边界上的径向位移:
u R 2 R G 2(p 0R )R r d 2 r 2 R G (p 0R )
● 据弹性区应力和摩尔库仑关系得:
2、自稳时间短的围岩,宜采用全长粘结式锚杆或早强 水泥砂浆锚杆。
3、在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩条件下,锚杆应按系统锚 杆设计,并符合下列规定:
(1)锚杆一般应沿隧道周边径向布置,当结构面或岩 层层面明显时,锚杆应与岩体主结构面或岩层层面呈 大角度布置。
一般规定
(2)锚杆应按矩形排列或梅花形排列
(3)锚杆间距不得大于1.5m。间距较小时,可采用 长短锚杆交错布置。
Pi kL2b2
d2
4
Rg
b d 2
R g kL2
其中,γ是岩体容重;b锚杆间距,一 般L1>2b;k安全系数2-3。
⑷ 支护块状围岩
围岩塌落总是从危石开始,可能 形成 连锁反应。
砂浆锚杆的承 载力:
P sD 1(c L sttasn )
⑸ 加固裂隙围岩
若在隧道顶部出现裂隙,为防止进一 步扩展危及顶部岩体稳定,可采用预应 力锚杆加固。
⑴喷联合支护修建隧道的基本概念
锚杆是深层加固围岩,喷射混 凝土是表层及局部加固围岩
● 围岩是隧道稳定的基本部 分,尽量维护围岩体的强 度特性
● 支护结构要薄而具有柔性, 并与围岩密贴,使因产生弯矩 而破坏的可能性达到最小,当 需要增加支护衬砌强度时,宜 采用锚杆、钢筋网以及钢支撑 等加固,而不宜大幅度增加喷 层或衬砌厚度。

喷锚支护PPT课件

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3
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8
1. 概述
l )锚喷 支护的 优点:
( 1 锚喷支护 能大量 节省混凝土 、木料、
劳动力,加 快施 工进度, 并有利于施工
机械化 和改善劳 动条 件 等。
( 2 锚喷支 护是一种 符合岩体 力学原理的
积 极支护方 法 ,具 有良好的 物理力学性
能。
( 3 由于锚 喷支 护结构柔性 好, 它能 与
开挖断面轮廓平整、准确,便于锚喷成型,并 减少回弹量,减轻爆破对围岩的松动破坏,维 持围岩强度和自承能力。 • 锚喷支护的使用是有一定条件的,在围岩自立 能力差、有涌水及大面积淋水处、地层松软处 就很难实现。此外,尚有理论和实践中的一些 问题需要进一步研究。
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11
施作过程
用锚杆作为主要支护构件.时掘进和支护的联合循12 环
锚喷支护的材料性能
喷混凝土能在10min 内终凝,一般2h即具有 强度,4d为28d强度的70%左右,28d抗压强 度可达25~30MPa;抗拉强度为2~2.2MPa.
一般设计中,可采用喷混凝土标号为20号ImNaoge,抗
压强度为14MPa,抗拉强度为1.2MPa. 弹性模
No
量为2.0×104MPa
1)、局部稳定原理
喷混凝土支护结构通过及时的封闭岩层表面的节理、裂隙,
只要支护住最先掉落的危石,封闭加固附近的岩体,则
洞室就能稳定。而喷混凝土层在危石自重力作用下,可
能出现冲切破坏和撕开破坏。
No
2)、整体稳定原理
Image
喷混凝土层与围岩体表面紧密粘结、咬合,它与岩体密ImNaog贴e 组成“组合结构”或“整体结构物”共同工作。薄的喷 层支护柔性大,变形能力强,使围岩变形得到控制,应 力得以调整,从而使围岩体获得稳定。作为“整体结构 物”一部分的喷层也同时受到因围岩的变形引起的形变

7 锚喷支护结构的设计与施工

7 锚喷支护结构的设计与施工

§9.2 锚喷支护的受力分析和结构计算
一、锚杆支护结构 (一)联接作用
1 锚杆承载力的计算 块体岩石坠落时,锚 杆受到拉力N及剪力Q
的作用,设锚杆与铅垂线的夹角为 1 ,与地质
结构面的夹角为ξ,则根据静力平衡原理:
如下图(P158)9-2 所示:
Q
G
sin 1 sin(180 )
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.2 锚喷支护的受力分析和结构计算
三、新奥法中锚喷联合支护的应用
一、锚杆支护结构 (一)联接作用
2 锚杆所需锚固长度 锚杆总长为 Lm:
Lm= L1+L2+L3
式中:L1— 锚杆锚固深度 L2— 危石或不稳定岩层厚度 L3— 锚杆外露长度,略小于喷射混凝土 厚度
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.2 锚喷支护的受力分析和结构计算
一、锚杆支护结构 (二)锚杆的组合作用
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.1 锚喷支护的概况 §9.2 锚喷支护的受力分析和结构计算 §9.3 锚喷支护的施工 §9.4 锚喷支护的主要物理力学性能和支护检测
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.1 锚喷支护的概况
喷砼: 是利用高压空气,将掺有速凝剂的砼混合 料通过砼喷射机与高压水混合,喷射到岩体 面迅速凝结而成。
二、喷混凝土支护结构 2)整体稳定原理 喷射砼层与围岩体表面紧密粘结、咬合, 使洞室表面岩体形成平顺整体,依靠结合面 处的抗拉、抗压、抗剪能力,与岩体组成 “组合结构”或“整体结构物”共同工作。 整体稳定支护结构分析将在锚喷联合支 护中介绍。
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.2 锚喷支护的受力分析和结构计算

锚喷支护施工ppt课件

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(1)适当减少速凝剂的掺入量; (2)增加混凝土的水灰比; (3)因喷射距离短,可适当降低风压。
2010-05-28
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➢喷射混凝土机具
喷射机 上料机 搅拌机 喷射机械手
2010-05-28
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➢喷射混凝土机具
选择喷射工具: 1、喷射机:
国内混凝土喷射机种类较多,按照喷射 料的干湿程度分为干喷机、潮喷机和湿喷 机三类。
.
23
➢喷射混凝土的几种工艺
干喷法和湿喷法主要区别有三点: (1)水和速凝剂的施加方式不同; (2)干喷法用粉状速凝剂,湿喷法多用 液体速凝剂; (3)喷射机不同,干式喷射机和湿式喷 射机。
2010-05-28
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24
➢喷射混凝土的几种工艺
水泥裹砂石法喷射工艺: 1、水泥裹砂法喷射工艺:
①工艺流程(图9-2);
第九章 锚喷支护施工
主讲:孟杏微
本章重点、难点: 1、掌握干喷法和湿喷法; 2、掌握喷射混凝土的基本材料和添加剂; 3、熟悉常用的锚杆类型。
15.06.2020
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2
2010-05-28
2010-05-28
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3
2010-05-28
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4
➢喷射混凝土支护施工
定义:喷砼是将砂石料、水泥和速凝剂、
水等材料,借助喷射机高速喷敷在岩面上, 形成砼喷层,用以支护围岩。
其中干喷机最为广泛,但粉尘太大。
2010-05-28
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37
➢喷射混凝土施工
选择喷射工具:
1、喷射机:
配料装置、运输装
转子式国产喷射机应用最广置;、机械手
国内发明了喷射用机械手,优点很多;
国外使用砼喷射三联机,其由三部分组成。

《锚喷支护工程》PPT课件

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n 2.6 自钻式锚杆
n 是一种将钻进、注浆、锚固结合为一体 的锚杆。适用于易塌孔、必要时采用跟套 管钻进的复杂地层。
2021/3/8
6
n 3.工艺流程及材料
n 3.1 普通砂浆锚杆
n 3.1.1 先注浆后插杆
n 测量定位→钻孔就位→钻孔→洗(冲)孔 →灌注水泥砂浆→安装锚杆→封孔灌浆→ 检测。
n 适用于垂直孔、下斜孔。
n
靠锚杆体与孔壁之间的摩擦力起锚
固作用的锚杆。适用于软弱破碎、经过
爆破振动、矿山巷道。安装后立即提供
支护能力、韧性好。
n ① 缝管锚杆
n ② 楔管锚杆
n ③ 水胀锚杆
n 2.4 加强型锚杆
n
锚杆体由多根钢筋组成,以提高支
护能力。
2021/3/8
5
n 2.5 预应力锚杆
n 设计对张拉有要求的张拉型锚杆。能对 岩体施加大于200kN的预应力,且能处理 深部的稳定问题。适用于大跨度地下工程 的系统支护、局部大的不稳定块体支护。
n 水泥:普通硅酸盐32.5、42.3
n 中细砂:颗粒不应大于2.5mm(规范)
n 水泥砂浆配合比: (重量比)
n 水泥∶砂宜为1∶1~1∶2,
n2021/3/8 水灰比为0.38~0.45。
8
n 3.2 预应力锚杆
n 3.2.1 采用的是端头锚固型式,锚杆分为锚 固段及张拉段,锚固段段长一般是3m。
2021/3/8
14
n 第四节 喷 砼 支 护
n 喷射混凝土:是借助喷射机械,利用压 缩空气将按一定比例配合的拌合料,通过 管道输送并以高速喷射到受喷面(岩面、 旧建筑物等)上凝结硬化而成的一种混凝 土。
n 1.作用

第15章12喷锚支护最新PPT课件

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要求l/a≥2。



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锚杆的布置

鸿
整体布置的锚杆在洞室表面上可布置成方格形或梅花形。方格形布置对绑扎钢筋 网较有利。梅花形布置时同一环或同一列的锚杆间距应为1.4a。 锚杆在洞室横剖面上的布置与洞室轮廓线形状和岩层倾角有关。一般应垂直或接 近垂直于洞室轮廓线或层理面,并应符合锚杆受力的有力方向。



l
M W
N A
l
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挎 昏 湖 冀


式中:
A
b
hy d
s i n
串 郧 肺 虞

W
b 6
hy si
d
n
2
匙 师 绚 揍

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喷锚结构设计原理和计算方法





锚杆喷混凝土联合加固结构是将岩石、锚杆和

喷混凝土三者视为一整体的组合结构,其设计原

理和计算方法主要有三种。

K—冲切强度设计安全系数,K=3;

u—危岩与喷混凝土接触面周长;

Rl—喷混凝土的抗拉强度。



仿



第19页/共41页
冲切破坏计算
角 廓




按抗粘结破坏计算喷混凝土厚度




把混凝土层作为弹性地基梁考虑,围岩视作弹性地基,粘结力相当于弹性地
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