CN103439200A - 不同类型锚杆实际抗岩爆能力测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锚杆实际抗岩爆能力测试方法，特别是不同类型锚杆实际抗岩爆能力测试方法。本发明的目的是提供一种不同类型锚杆实际抗岩爆能力测试方法，以便真实、准确地评价不同类型锚杆在不同等级岩爆冲击作用下的适用性。本发明的技术方案是：不同类型锚杆实际抗岩爆能力测试方法，其特征在于步骤如下：a、在施工现场开挖试验洞；b、在试验洞内布置两种不同类型的锚杆进行支护，保证两种类型的锚杆分别位于试验洞竖向中轴线的两侧，并以该中轴线为中心线对称布置；c、在试验洞周围岩体上布置一组***孔并装药，然后同时起爆所有***孔；d、根据现场围岩状态和锚杆破坏情况判断不同类型锚杆的抗岩爆能力。本发明适用于深埋地下工程。
Description
技术领域
本发明涉及一种锚杆实际抗岩爆能力测试方法，特别是不同类型锚杆实际抗岩爆能力测试方法，主要适用于深埋地下工程。
背景技术
岩爆是开挖导致的岩体内能量释放和通过震动波传播时产生的一种围岩破坏现象，岩爆控制就是努力避免这种破坏的产生。目前控制岩爆主要有两个途径，一是降低能量释放的强度，二是加强围岩的抗冲击能力，在震动波的冲击下仍然保持良好的稳定状态。具体的措施包括围岩支护、应力解除***、改变***方式等。其中的围岩支护主要是提高围岩抵抗对岩爆的能力，在岩爆不可避免的情况下，围岩依然能保持稳定或者尽可能降低破坏程度和范围。应力解除***和改变***方式则是改变局部岩体的受力状态，降低岩体内的弹性应变能，起到减缓破坏能力的目的。
与钢拱架和混凝土衬砌相比，锚杆的最大特点是适应变形能力强，动态条件下的可以承受的被动变形量更大，一般在5cm以上。刚性支护在冲击荷载作用下因为变形能力弱而容易破坏，增加***的适应变形能力、通过允许围岩发生一定的动态变形消耗动力能量，可以更好地维持支护***的稳定性，体现对围岩的支护能力。
岩爆条件下的围岩支护需要同时强调支护***的强度和承载能力、支护***的吸能能力，而锚杆是强岩爆条件下支护***的一个重要单元。目前常用的两种典型锚杆分别是传统意义上的刚性锚杆，如螺纹钢锚杆和机械胀壳式锚杆等；另一类是屈服锚杆，如水胀式锚杆和摩擦锚杆等。一般地，前者的特点是刚度大（荷载位移曲线陡）和承载力高，但适应变形能力弱，达到峰值强度以后即可很快失效。后者的特点是强度相对较低、刚度也相对较小，但适应变形能力强，在达到峰值强度、经历相当大的变形以后仍然可以维持较高的强度。
了解不同锚杆的力学特性就成为岩爆条件下支护设计的重要一步，既具备良好的强度特征（承载力）、同时具备良好适应变形能力的锚杆当然成为岩爆条件下支护设计的理想选择。围绕这一目的，人们也一直在开发新的锚杆，尽可能兼顾强度和变形两个方面的需要，但由于造价、施工等原因很难做到两者兼得。近年岩爆条件下围岩支护技术的研究主要集中在各种支护类型、特别是锚杆类型的特性和在岩爆条件下的适应性，但是目前的研究主要集中在室内环境下，在现场实际中使用的效果如何并没有可靠的科学依据。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种不同类型锚杆实际抗岩爆能力测试方法，以便真实、准确地评价不同类型锚杆在不同等级岩爆冲击作用下的适用性，为现场的支护设计和选择提供最基础可靠的依据。
本发明所采用的技术方案是：不同类型锚杆实际抗岩爆能力测试方法，其特征在于步骤如下：
a、在施工现场开挖试验洞；
b、在试验洞内布置两种不同类型的锚杆进行支护，保证两种类型的锚杆分别位于试验洞竖向中轴线的两侧，并以该中轴线为中心线对称布置；
c、在试验洞周围岩体上布置一组***孔并装药，然后同时起爆所有***孔；
d、根据现场围岩状态和锚杆破坏情况判断不同类型锚杆的抗岩爆能力。
所述试验洞长度为3m，其断面为高2.7m，宽3m的城门洞型。
所述锚杆长度为1.5m，且相邻两锚杆之间的间距为0.6m。
所述锚杆包括刚性锚杆和屈服锚杆两种类型，分别位于试验洞竖向中轴线的两侧。
所述***孔长度为3m，相邻两***孔之间的间距为0.3m，各***孔到试验洞洞壁的距离均为0.6m。
本发明的有益效果是：本发明借助于现场的实际条件开挖试验洞，利用两种不同类型的锚杆来进行支护，然后通过***来模拟动力波的冲击，最后根据现场围岩状态和锚杆破坏情况评价不同类型锚杆实际的抗岩爆能力，避免了室内测试试验的片面性，准确的反映了锚杆与围岩的相互作用，以及冲击荷载作用对于锚杆与围岩形成的承载圈的影响，能够更加真实地还原岩爆发生及作用效果，直观再现了不同类型锚杆在岩爆冲击下对于围岩的加固作用和自身的适应性，为岩爆现场锚杆的选取提供了最直接可靠的依据。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例的具体施工步骤如下：
a、在施工现场开挖试验洞1，其长度为3m，断面为高2.7m，宽3m的城门洞型。
b、根据现场实际情况在试验洞1内布置两种不同类型的锚杆进行支护，其中一种为刚性锚杆3，另一种为屈服锚杆4，锚杆布置情况根据设计图纸确定；本例中，锚杆长度均为1.5m，且相邻两锚杆之间的间距为0.6m，同时，布置时保证两种类型的锚杆分别位于试验洞1竖向中轴线的两侧，并以该中轴线为中心线对称布置。
c、在试验洞1周围岩体上钻设一组沿试验洞1长度方向布置的***孔2，其长度与试验洞1长度相同，为3m，相邻两***孔2之间的间距为0.3m，并且各***孔2到试验洞1洞壁的距离均为0.6m。
d、根据现场岩爆震级确定各***孔2的装药量；现场岩爆震级可以利用微震监测技术获得，根据震级释放的能量推算获得每个***孔需要的装药量，但存在一个反复调试的过程，需要根据现场围岩***后的表现来调整装药量。不同的岩石和应力条件下，所需的装药量并不相同，需要根据具体情况来确定。实际操作中，装药量以掌子面岩体出现明显的***应力裂缝，破裂面出现应力性破坏来控制，本实施例的单孔装药量为7kg。
e、进行***作业，同时起爆所有***孔2，模拟岩爆的冲击荷载作用。
f、根据现场围岩状态和锚杆破坏情况判断不同类型锚杆的抗岩爆能力，即现场围岩、锚杆破坏情况越轻微，说明该类型的锚杆在该等级岩爆冲击下的抗岩爆能力越强，反之，现场围岩、锚杆破坏情况越严重，说明该类型的锚杆在该等级岩爆冲击下的抗岩爆能力越弱。
Claims (5)
1.不同类型锚杆实际抗岩爆能力测试方法，其特征在于步骤如下：
a、在施工现场开挖试验洞（1）；
b、在试验洞（1）内布置两种不同类型的锚杆进行支护，保证两种类型的锚杆分别位于试验洞（1）竖向中轴线的两侧，并以该中轴线为中心线对称布置；
c、在试验洞（1）周围岩体上布置一组***孔（2）并装药，然后同时起爆所有***孔（2）；
d、根据现场围岩状态和锚杆破坏情况判断不同类型锚杆的抗岩爆能力。
2.根据权利要求1所述的不同类型锚杆实际抗岩爆能力测试方法，其特征在于：所述试验洞（1）长度为3m，其断面为高2.7m，宽3m的城门洞型。
3.根据权利要求1或2所述的不同类型锚杆实际抗岩爆能力测试方法，其特征在于：所述锚杆长度为1.5m，且相邻两锚杆之间的间距为0.6m。
4.根据权利要求1或2所述的不同类型锚杆实际抗岩爆能力测试方法，其特征在于：所述锚杆包括刚性锚杆（3）和屈服锚杆（4）两种类型，分别位于试验洞（1）竖向中轴线的两侧。
5.根据权利要求1或2所述的不同类型锚杆实际抗岩爆能力测试方法，其特征在于：所述***孔（2）长度为3m，相邻两***孔（2）之间的间距为0.3m，各***孔（2）到试验洞（1）洞壁的距离均为0.6m。
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