噴錨支護(hù)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1噴錨支護(hù)噴錨支護(hù)錨桿長度21lhllyl錨桿長度；l1錨固長度；hy加固長度；l2外露長度。第1頁/共41頁l 錨桿加固側(cè)壁危巖的計算錨桿加固側(cè)壁危巖的計算錨桿加固側(cè)壁危巖沿滑裂面下滑力： cosG抗滑力： tansinsin/costansinNANGgg考慮安全系數(shù)后，錨桿鋼筋所需截面積： tansinsin/costansincosggggRRKGA第2頁/共41頁錨桿整體加固設(shè)計原理和計算方法錨桿整體加固設(shè)計原理和計算方法l 按懸吊設(shè)計原理的計算方法按懸吊設(shè)計原理的計算方法錨桿按懸吊原理的計算p 錨桿長度錨桿長度l21lhlly第3頁/共41頁a.a.錨桿的錨固長度錨桿的錨固長

2、度l1mgmRdl 41按經(jīng)驗選取時，一般楔縫式砂漿錨桿可取30cm，螺紋鋼筋砂漿錨桿可取其直徑的2030倍。根據(jù)砂漿與鋼筋的粘結(jié)力，使鋼筋發(fā)揮最大能力時，m砂漿與錨桿鋼筋的粘結(jié)力；dm錨桿鋼筋直徑。第4頁/共41頁砂漿錨桿有可能由于砂漿與孔壁巖石的粘結(jié)力不足而破壞，故錨固長度為：zzmgddRl 421m砂漿與鉆孔壁巖石的粘結(jié)力；dm砂漿錨桿鉆孔直徑。巖石名稱巖石名稱粘結(jié)力粘結(jié)力（公斤（公斤/厘米厘米2）巖石名稱巖石名稱粘結(jié)力粘結(jié)力（公斤（公斤/厘米厘米2）大理巖赤鐵礦磁鐵礦花崗巖粘土質(zhì)頁巖3027252418輝綠巖石灰?guī)r凝灰?guī)r鋁礬土13252012砂漿與巖石的粘結(jié)力參考值（砂漿標(biāo)號為200

3、300時）第5頁/共41頁b.錨桿的加固長度錨桿的加固長度hy可按圍巖的荷載高度或用聲波等測試技術(shù)量測松動圈的辦法確定。按荷載高度取值時，hy=N0KL。c.錨桿的外露長度錨桿的外露長度l2考慮設(shè)置墊板和鋼筋網(wǎng)等必須的，一般可取520cm，不應(yīng)超過噴混凝土厚度。錨桿長度按上式計算后，還可考慮因洞室開挖輪廓錨桿長度按上式計算后，還可考慮因洞室開挖輪廓線不平整而增加附加長度，一般為線不平整而增加附加長度，一般為20cm20cm。對大洞室。對大洞室的拱腳等處，錨桿應(yīng)適當(dāng)加長，可取拱頂錨桿的的拱腳等處，錨桿應(yīng)適當(dāng)加長，可取拱頂錨桿的1.21.2倍。倍。第6頁/共41頁p 錨桿直徑、間距和布置錨桿直徑、

4、間距和布置a.a.錨桿的直徑錨桿的直徑與受力要求有關(guān)外，還與鉆孔直徑有密切關(guān)系。因鉆孔與錨桿鋼筋之間需留有一定的間隙，以使砂漿灌實，一般規(guī)定錨桿鋼筋直徑應(yīng)比鉆孔直徑小1620mm為宜，取1825mm。b.b.錨桿的間距錨桿的間距 ygmKhRda2圍巖容重；K安全系數(shù)，取1.52.0。要求l/a2。第7頁/共41頁c.c.錨桿的布置錨桿的布置整體布置的錨桿在洞室表面上可布置成方格形或梅花形。方格形布置對綁扎鋼筋網(wǎng)較有利。梅花形布置時同一環(huán)或同一列的錨桿間距應(yīng)為1.4a。錨桿在洞室橫剖面上的布置與洞室輪廓線形狀和巖層傾角有關(guān)。一般應(yīng)垂直或接近垂直于洞室輪廓線或?qū)永砻?，并?yīng)符合錨桿受力的有力方向。

5、第8頁/共41頁l 按組合拱設(shè)計原理的計算方法按組合拱設(shè)計原理的計算方法組合拱原理的計算錨桿長度應(yīng)超過組合拱高度：2lKhlzK安全系數(shù)，取1.2；hz組合拱高度。組合拱跨度近似取：zhLl0L毛洞跨度。第9頁/共41頁組合拱假定為二端固定的等截面割圓拱，荷載按自重形式均布于拱軸上。單位長度上荷載為：hbq h荷載高度， h=N0KL ；b組合拱縱向?qū)挾?。?0頁/共41頁f/l00.10.20.30.40.5乘數(shù)乘數(shù)HnMnM0Q2.48480.001900.5141.20650.00580.00200.5520.77360.01380.00440.6140.54390.02200.0084

6、0.6920.40150.03100.01330.785QQl0Ql0ql0自重作用下二端固定等截面割圓拱內(nèi)力 Q值為半個拱上的總荷載 f矢高 l0計算跨度。第11頁/共41頁拱腳處徑向截面內(nèi)力：nnnnnnnnnnHVNVHQ cossincossin彎矩Mn直接由表查得。第12頁/共41頁任意徑向截面之內(nèi)力為：nnnnNqrNqrNQqrrNMM cossincossin1cossincos100200第13頁/共41頁當(dāng)錨桿徑向布置時作裂縫強(qiáng)度校核。a.a.徑向縫的強(qiáng)度校徑向縫的強(qiáng)度校核核設(shè)組合拱有一條徑向縫，與垂直線成角。假設(shè)剪力全由巖石承受，則應(yīng)滿足：yQQ zzybhbhcQ ta

7、nN第14頁/共41頁b.b.斜向縫的強(qiáng)度校斜向縫的強(qiáng)度校核核斜向縫計算設(shè)在組合拱某處有一條與該處共軸線成角的斜向縫AB，該縫在拱軸處徑向截面上的剪力和軸力求法同前，合力為：22 NQR合力與拱軸線夾角為： NQ1tan第15頁/共41頁斜向縫AB上的剪力： cosRQ斜向縫AB上的正壓力： sinRN斜向縫AB上巖石的抗剪力： tansinsin2RcbhQy斜向縫AB上錨桿的抗剪力： cosggmAQ當(dāng)斜向縫與合力在拱軸線的同一側(cè)時，上各式中用（-），），否則用（+），），因此斜向縫上強(qiáng)度：myQQQ第16頁/共41頁c.c.切向縫的強(qiáng)度校切向縫的強(qiáng)度校核核bISQ Q與垂直線成夾角截面處

8、的剪力；b組合拱縱向?qū)挾?；I組合拱全部斷面的慣性矩；S切向縫上組合拱的截面積對組合拱中和軸的靜力矩，當(dāng)組合拱為矩形斷面時：20242yhbSz第17頁/共41頁噴混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理和計算方法噴混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理和計算方法l 局部加固原理和計算方法局部加固原理和計算方法被節(jié)理裂隙切割形成的塊狀圍巖中，圍巖軟弱結(jié)構(gòu)面的組合，對圍巖的變形和破壞起控制作用。常因一塊危巖的旋轉(zhuǎn)、錯動或掉落，而引起圍巖的失穩(wěn)。因此，用噴混凝土加固圍巖，這種觀點稱為局部加固原理或危巖原理。第18頁/共41頁p 按抗沖切破壞計算噴混凝土厚度按抗沖切破壞計算噴混凝土厚度沖切破壞計算luRKGd75. 00d0按沖切破壞驗算

9、的噴混凝土厚度；G可能塌落的危巖重量；K沖切強(qiáng)度設(shè)計安全系數(shù)，K=3；u危巖與噴混凝土接觸面周長；Rl噴混凝土的抗拉強(qiáng)度。第19頁/共41頁p 按抗粘結(jié)破壞計算噴混凝土厚度按抗粘結(jié)破壞計算噴混凝土厚度粘結(jié)破壞計算把混凝土層作為彈性地基梁考慮，圍巖視作彈性地基，粘結(jié)力相當(dāng)于彈性地基上的反力。第20頁/共41頁6052022 kQkMy由p引起的噴混凝土與巖面間的拉應(yīng)力=ky，y為彈性地基上長梁在p作用下的變位：最大拉應(yīng)力發(fā)生在x=0處，這時，M0=0，Q0=P，6=1，則： pkpy2,/2max434315. 14nEdkEIk 其中：第21頁/共41頁最大拉應(yīng)力公式為：43max315. 1

10、2nEdkuG nRmax 3/13/465. 3EkRuGdnn為便于計算，簡化為：nnRuGd 計算后采用的噴混凝土厚度不得小于5cm。第22頁/共41頁l 組合拱設(shè)計原理和計算方法組合拱設(shè)計原理和計算方法噴混凝土組合拱計算bdhqh 荷載以自重形式作用于該組合拱的拱軸線上：組合拱高度及計算跨度：dhLldhhyyz0第23頁/共41頁p 徑向縫強(qiáng)度校核徑向縫強(qiáng)度校核a.a.抗彎強(qiáng)度校核抗彎強(qiáng)度校核組合拱在任意徑向截面的偏心距及壓應(yīng)力應(yīng)滿足：6zhNMe haayaaWMANWMAN 第24頁/共41頁當(dāng)組合拱下邊緣出現(xiàn)拉應(yīng)力時，還需校核噴混凝土的抗拉強(qiáng)度：hllANWM ay巖石容許抗壓

11、強(qiáng)度；ah噴混凝土容許抗壓強(qiáng)度；ly噴混凝土容許抗拉強(qiáng)度。第25頁/共41頁b.b.抗剪強(qiáng)度校核抗剪強(qiáng)度校核組合拱在任意徑向截面的抗剪強(qiáng)度應(yīng)滿足：hyQQQ yyybhdhbNcQ tan bdQhh 第26頁/共41頁p 斜向縫強(qiáng)度校核斜向縫強(qiáng)度校核a.a.斜向縫斜向縫AB上的抗剪強(qiáng)度校核上的抗剪強(qiáng)度校核hyQQQ tansinsindhhRcbhQyyyy sinbdQhh第27頁/共41頁b.b.斜向縫斜向縫AB上的抗拉強(qiáng)度校核上的抗拉強(qiáng)度校核hllANWM 式中： sindhbAy2sin6 dhbWy第28頁/共41頁噴錨結(jié)構(gòu)設(shè)計原理和計算方法噴錨結(jié)構(gòu)設(shè)計原理和計算方法錨桿噴混凝土聯(lián)

12、合加固結(jié)構(gòu)是將巖石、錨桿和噴混凝土三者視為一整體的組合結(jié)構(gòu)，其設(shè)計原理和計算方法主要有三種。l 組合拱組合拱l(fā) 壓剪破壞壓剪破壞l 懸吊懸吊第29頁/共41頁錨噴結(jié)構(gòu)可用受力分配的方法計算錨桿參數(shù)和噴混凝土厚度。即不穩(wěn)定大塊巖石或松動圍巖，主要由錨桿承受，錨桿間不穩(wěn)定巖石則由噴混凝土支撐。一、按懸吊設(shè)計原理的計算方法一、按懸吊設(shè)計原理的計算方法l 錨桿參數(shù)的計算錨桿參數(shù)的計算主要采用鋼筋砂漿錨桿，參數(shù)仍按錨桿整體加固時的懸吊原理計算l 噴混凝土厚度的計算噴混凝土厚度的計算噴混凝土承受的最大重量 取決于錨桿間距 與圍巖性質(zhì)。2aa第30頁/共41頁當(dāng)洞室為拱形時，則構(gòu)成錨桿、噴混凝土、和巖石組合

13、拱。二、按組合拱設(shè)計原理的計算方法二、按組合拱設(shè)計原理的計算方法l 錨桿長度的計算錨桿長度的計算式中 安全系數(shù)，取1.2。 組合拱中巖石高度計算時假定組合拱切向縫的抗剪強(qiáng)度由錨桿提供，斜向縫的抗剪強(qiáng)度由巖石和噴混凝土提供2ylKhlKyh第31頁/共41頁l 徑向縫強(qiáng)度校核徑向縫強(qiáng)度校核其荷載、高度、跨度和抗剪強(qiáng)度以及抗彎強(qiáng)度的計算方法與上一節(jié)噴混凝土結(jié)構(gòu)計算方法一致。l 斜向縫抗剪強(qiáng)度校核斜向縫抗剪強(qiáng)度校核()()()ymhQQQQymhQQQQ 斜向縫剪力（）斜向縫巖石剪力（）錨桿徑向布置時的抗剪力（）噴混凝土沿斜向縫的抗剪力第32頁/共41頁當(dāng)洞腰由于剪切而分割出楔形巖塊，并向著洞室內(nèi)部

14、移動的破壞形式稱為壓剪破壞。三、按壓剪破壞原理的計算方法三、按壓剪破壞原理的計算方法巖體在壓力作用下，當(dāng)某一點的最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力之差的應(yīng)力圓與摩爾滑動包絡(luò)線相切時，產(chǎn)生剪切滑動。第33頁/共41頁假定巖體摩爾包絡(luò)線為直線，其內(nèi)摩擦角為 ，則不管 多大，剪切角 均為一定值：3452第34頁/共41頁剪切滑動線上任意點的半徑為：()tan0rr e 剪切范圍高度為：02coshr0r 洞室半徑第35頁/共41頁噴混凝土的容許承載力：2 singhdph hhdhp 噴混凝土容許承載力噴混凝土厚度噴混凝土容許剪應(yīng)力剪切破壞區(qū)高度第36頁/共41頁附加鋼材的容許承載力：ggA橫向加固鋼材斷面積鋼材容許剪應(yīng)力2singggAph第37頁/共41頁設(shè)錨桿的間距為 和 ，則錨桿擠壓巖體的平均壓力為：atggmA Rqat錨桿的容許承載力：2cosggmA Rpathcoscotyu