1錨噴支護的作用機理

1.1錨噴支護的作用機理

錨噴支護的作用機理目前有兩種分析方法：一種是從結(jié)構(gòu)觀點出發(fā)，把噴層和部分圍巖組合在一起，看作組合梁或承載拱，拔錨桿看作是固定在圍巖中的懸吊桿；另一種是從圍巖與支護共同作用觀點出發(fā)，認為支護不光承受來自圍巖的壓力，并反過來作用給圍巖壓力，以此來改善圍巖的受力狀態(tài)，錨噴支護后，還可提高圍巖的強度指標，從而提高圍巖的承載能力。

1.2噴射混凝土的作用

噴射混凝土是借助噴射機械，利用壓縮空氣或其他動力將按一定比例配合的拌和料，通過管道輸送并以高速立即噴射到新開挖出來的巖石面上凝結(jié)硬化而成的一種混凝土，高速噴射的混凝土不僅隔絕了巖石與空氣和水的接觸，防止圍巖風化、松動和脫落，而且能滲入巖石裂隙，封閉節(jié)理，與圍巖緊密粘結(jié)，從而使圍巖仍保持未松動的原始穩(wěn)定狀態(tài)，并能與混凝土共同工作。由于。近年來，濕噴法噴射技術(shù)的日趨完善，新型外加劑、外摻料的開發(fā)和使用，大大發(fā)展了噴射混凝土技術(shù)。
噴混凝土支護的作用主要：
(l)支承圍巖。噴層能與圍巖密貼和粘結(jié)，并給圍巖表面以抗力和剪力，從而使圍巖處于三向受力狀態(tài)，防止圍巖強度惡化。
(2)卸載作用。噴層是柔性的，可以使圍巖在不出現(xiàn)有害變形的前提下，能進入一定程度的塑性。噴層的柔性也可減小噴層中的彎曲應(yīng)力。
(3)填平補強圍巖。噴射混凝土可使混凝土射入圍巖張開的裂隙，填充表面凹穴，使裂隙分割的巖塊層面粘結(jié)在一起，保持巖塊間的咬合鑲嵌作用，提高巖塊的粘結(jié)力、摩阻力，有利于防止圍巖松動，避免或緩和圍巖應(yīng)力集中。
(4)覆蓋圍巖表面。噴層直接粘貼巖面，形成防風化和止水的防護層，阻止節(jié)理裂隙中充填物的流失。
(5)分配外力。通過噴層把外力傳給錨桿、鋼筋網(wǎng)架等，使支護結(jié)構(gòu)均勻受力。

1.3錨桿的作用

(1)加固圍巖作用。圍巖多數(shù)處于受剪破壞狀態(tài)，錨桿的抗剪能力提高了圍巖錨固區(qū)的C、值，尤其是在節(jié)理發(fā)育的巖體中，加固作用更為明顯。
(2)加固不穩(wěn)定塊體。用局部錨桿可以加固不穩(wěn)定塊體。如利用錨桿的懸吊作用，阻止拱頂不穩(wěn)定塊體的塌落，利用錨桿的抗剪作用阻止邊墻不穩(wěn)定塊體的滑落等。
(3)形成沿開挖面的受力環(huán)區(qū)，將開挖面處的高應(yīng)力延伸到巖體深處。
(4)改善“巖石一混凝土結(jié)構(gòu)體系”的承重效果，起到鎖定巖石共同受力的作用。
(5)限制圍巖位移，部分減少開挖過程中引起的松動。
(6)梁作用。在層狀巖體中，，其作用如疊合梁一樣，由于錨桿使層間緊密，使其能傳遞剪力，從而具有組合梁的效果。

2噴鋼纖維混凝土支護

噴鋼纖維混凝土是一種在噴混凝土中摻入分布均勻且離散的鋼纖維，依靠壓縮空氣高速噴射在圍巖表面的新型復(fù)合材料。噴射混凝土中摻入鋼纖維，為混凝土提供了微型配筋，可增強與混凝土之間的握裹力和錨固力，顯著改善混凝土的抗裂性、延性、韌性及抗沖擊性能。同一般噴射混凝土相比，它具有韌性好、適應(yīng)變形能力強和良好的抗?jié)B性、耐久性等優(yōu)點，起到代替鋼筋網(wǎng)或鋼筋的作用，并與圍巖及時、完全結(jié)合，充分發(fā)揮圍巖自承能力，從而減少圍巖變形、保證圍巖穩(wěn)定。不但技術(shù)先進，施工速度快，同時具有較好的施工安全性，經(jīng)濟也較合理。

3高壓固結(jié)灌漿

根據(jù)注漿固結(jié)體力學(xué)性能的試驗研究、斷裂損傷力學(xué)模型的反分析成果以及大量的工程實踐均證實了圍巖固結(jié)灌漿有如下基本作用：

3.1圍巖灌漿對巖體力學(xué)性能的改善

(l)灌漿加固提高了圍巖的變形模量，改善其變形性能灌漿
漿液經(jīng)高壓摻入巖塊破裂面后，能夠較好地固結(jié)巖塊，提高其承載能力，并在較大的變形范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的承載力。經(jīng)過試驗證實，固結(jié)灌漿能比較有效的提高巖體的變形模量，其效果顯著的原因是由于巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)面的一部分受水泥結(jié)石充填，而其余一部分受壓閉合，從而改變了巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)面的變形性狀，達到了提高巖體變形模量的效果。
(2)巖體灌漿后，其強度有所增加，即摩擦系數(shù)f和凝聚力C有所提高
灌漿后的節(jié)理巖體內(nèi)充填了水泥漿，而且裂隙面受到灌漿壓力作用而被壓緊，變?yōu)殚]合狀態(tài)，從整體上增加了裂隙間的咬合，這些有助于巖體抗剪強度的提高，另外，由于節(jié)理面的貫通性受到改變并受到一定的閉合壓力，弱面破壞受到一定比例的阻止。因此，灌漿對巖體的凝聚力和摩擦系數(shù)均有所提高。