锚杆岩体界面载荷传递规律及锚固长度设计

摘要

为揭示巷道围岩锚固界面脱粘失效机理，量化锚杆支护设计参数，采用三线性粘结滑移模型进行理论分析，对轴向载荷作用下锚固脱粘失效全过程中，锚固段界面剪应力、锚杆轴力分布演化规律以及界面极限锚固力进行研究，根据锚固段长度不同，得到两种界面剪应力分布演化类型。研究结果表明：当锚固长度较短时，界面剪应力存在全长软化阶段；当锚固长度较长时，界面剪应力存在弹性-软化-滑移三段共存阶段。锚固粘结界面弹性段、软化段、摩擦段内的剪应力分别呈现双曲余弦函数衰减分布、余弦函数上升分布、均匀分布规律，锚杆轴力随界面剪应力分布演化呈现多种形态的衰减分布规律。根据锚固界面模型解析计算获得极限锚固力，当不考虑脱粘摩擦力时，极限锚固力随锚固长度的增加趋近于某一固定值；当考虑脱粘摩擦力时，增加锚固长度能够持续提高锚固界面安全系数。研究成果可为锚固机制分析、锚杆支护参数设计提供理论参考。

关键词

锚固界面 / 粘结滑移模型 / 剪应力分布 / 极限锚固力 / 锚固长度