自稳隐形拱锚固理论讲诉.docx

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自稳隐形拱锚固理论讲诉

第1章自稳隐形拱锚固理论

§1-1.自稳隐形拱的基本观点

准确的分析计算必须建立在准确的岩体参数的基础上，目前情况下在现场要准确确定参数比较困难。

特别是针对沉积岩这种结构的层状岩体和经受地质构造应力影响后的不规则多裂隙岩体，参数的确定几乎不可能。

因此，数值方法现在在矿山的应用在目前阶段只能作为一种辅助设计和预则设计应用，不能作为设计依据。

自稳隐形拱理论的出发点是立足现场，力求用简化的理论方法设计锚杆支护系统参数去适用于现场任何复杂的现场地层情况。

解决现场实际问题。

因此，采用了极限推测方法确定巷道围岩的不稳定区域并设计锚杆控制范围。

以达到巷道围岩有效安全控制的目的。

自稳隐形拱理论最初是研究巷道顶板稳定机理，现在已经成为巷道支护的一种新的理论体系。

自稳隐形拱锚固理论研究巷道围岩的稳定机理，研究锚杆的作用机理，研究解决围岩体稳定的机理，研究锚网支护体系设计原理和确定锚固构件设计方法。

这是一个全面解决锚固问题的理论体系。

自稳隐形拱理论的出发点是：

立足现场，力求用简化的理论方法设计锚杆支护系统参数去适用于现场任何复杂地层情况。

1-1.1.自稳隐形拱理论体系构成

自稳隐形拱锚固理论诠释以下完整的原理体系：

揭露采矿工程中巷道围岩的稳定机理——以极限推断原理预测巷道围岩的最大不稳定区域

圈定巷道围岩不稳定范围——顶板的最大不稳定界面是极限自稳隐形拱，帮部的最大不稳定区是从巷道脚部斜向上45°

提出提高巷道稳定性方案——锚杆（索）必须具备一定的初锚力才能达到锚固效果

揭露锚杆支护实质机理——锚杆的作用是克服岩体抗拉强度低的缺陷，他可以制约一定小范围岩体产生分离。

帮锚杆的作用是消除极限自稳隐形拱，顶锚杆的作用是逐级缩小自稳隐形拱。

提出现场实用的锚杆设计方法——帮锚杆长度应该大于巷道高度的一半，顶部最少有一个锚杆（索）超过极限自稳隐形拱

1-1.2.自稳隐形拱理论内涵

围岩稳定本质——指出巷道围岩的稳定性与支护方式无关。

巷道是否稳定是由围岩的特性及巷道自身所处的采掘关系确定的；

围岩不稳定区的有限性——对围岩不稳定区进行了界定

锚杆的作用实质——锚杆之所以能对巷道围岩起到支护作用，是因为围岩自身具有自我承载能力并能自我稳定。

指出了锚杆作用的局限性。

◆锚杆的锚固作用只是限制一定范围岩体使其保持协调变形。

◆锚杆的力学原理是提高围岩体局部塑性破坏后的承载能力。

围岩支护原理——指出支护范围的有限性。

有限性表现在防止围岩局部突变上，而不需要支护整个围岩体破坏区域。

有效的锚固范围——过大范围的支护可能引起应力集中，并不利于围岩稳定

从以上观点总结为：

巷道围岩开挖后自我寻找平衡达到稳定。

稳定的程度与地质条件和工程条件相关。

松散破碎的围岩也会自稳，即使是松散介质，当这种介质的基本结构体互相咬合也能达到相对稳定平衡。

这称之为巷道的自稳现象。

对巷道的支护就是对巷道在达到相对稳定平衡过程中出现的片帮冒顶的维护，保证在这一过程中只出现变形而不出现片帮冒落。

因此，锚杆支护工作只是保护一定范围围岩的这种相互咬合。

影响围岩稳定的因素是那些围岩体中存在拉应力的单元；产生塑性破坏的岩体在大多数情况下仍然视为岩体的承载主体；围岩顶板的稳定是由于巷道顶板中存在有自稳隐形拱。

自稳隐形拱是地下空间上部稳定区域的界面。

自稳隐形拱将地应力分散到巷道两帮。

在巷道的维护中，顶部与帮部的维护是一对对立统一体。

尽管人们提出护顶先护帮是支护的基本。

然而，顶部使用锚杆的“预应力”支护也能有效的将顶部压力转向两帮深部，当帮部得到有效支护时最终还是以顶的维护为重中之重。

研究顶部的应力状况及岩体稳定状态是支护顶部的前提。

自稳隐形拱理论描述巷道顶部的自稳机理，提出自稳隐形拱‘承载’垂直地应力的假说。

并且提出锚杆降低自稳隐形拱的原理，以此为基础来设计锚杆支护参数。

这是非常重要的设计观点。

1-1.3.围岩稳定性分析

我们已经知道了巷道围岩使用锚杆支护的本质是围岩自身具有稳定性，那么，对围岩稳定性的研究将是具有十分重要的意义。

巷道围岩稳定问题的研究是一个十分复杂的问题，随着力学方法的不断进展，人们现在能够比较准确的解决地下工程的计算分析。

但是，准确的分析计算必须建立在准确的岩体参数的基础上，目前情况现场要准确确定参数比较困难。

为了解决实际问题，我们抛开岩体力学的精确数据，遵从锚杆支护的基本观点，主要分析围岩体的失稳范围。

1-1.4.巷道两帮稳定机理

在岩体受压试件破坏的试验中，对于受压面阻力不同产生的破坏结果不同。

我们注意到，对于受压面具有较大摩擦阻力的试验中在试件破坏时的破裂面总是沿着与受压方向约成45°的方向裂开。

这是因为岩壁破坏滑移线的切线夹角。

对于特别软弱的岩石来说，这种破坏的极限会顺45°发展。

巷道两帮的受力是在经受大到岩体抗剪强度级的摩擦力情况下的单自由面的抗压状态，其破裂趋势面如图所示。

由此我们可以推断，当巷道顶板得到有效维护时，巷道两帮的极限破裂形状为一三角形区域，其最大可见深度为巷道高度的一半。

1-1.5.巷道顶板稳定机理

在原岩中开挖巷道后，顶板应力在重新分布时，顶板中的应力必然有两个方向的变化。

这两个方向为垂直和水平应力。

其变化趋势为:

垂直应力从

→0；从表面向巷道深部，应力分布由0逐渐变到地应力

。

水平应力从压应力

→拉应力。

从岩石力学理论角度出发，围岩体中的应力单元的变形达到塑性就被视为破坏岩体。

碹胎稳定原理

结构顶部只要是弧拱形就能保持稳定。

不管碹胎的拱部形状如何，这种拱形的结构能够承受一定的顶部载荷。

但是，当这种拱部结构个别遭到破坏或是其中一块碹块掉落后，整个结构就会失去稳定。

图82拱形的碹胎结构中只要一块掉落整个结构就失稳。

另种情况是在一定荷载作用下，拱部可能由于荷载的强度不同产生不同形态。

图83不同拱体的受力状况就是这种状况的反映。

虽然这种情况看起来是挤压破坏，但实际上这种情况拱顶垮落时候还是表现成拉伸破坏。

这就是自稳隐形拱理论的极限观点和推断依据。

1-1.6.自稳隐形拱原理

岩土工程理论不论以什么力学判据判断围岩破坏，其原理都是以围岩体进入塑性不可逆状态为条件的。

然而，在长期的地下工程实践中，我们发现地下工程中围岩体产生塑性破坏后，还可以保持巷道的长期稳定。

尤其是回采巷道和切眼，使用期较短，这类地下工程的围岩稳定更要重视围岩塑性区的稳定性。

自稳隐形拱理论认为对于围岩体产生塑性破坏甚至产生断裂破坏，如果其处于挤压状态下仍具有一定的承载能力。

这种承载能力往往能满足围岩稳定的要求。

因此，在分析巷道支护重点时，没有把注意力放在巷道应力最为集中的两顶角或塑性变形区，而是将注意力放在顶地板的拉应力区。

因此，其观点中心含义为：

巷道顶部潜在的危险是那些单元体中曾经存在拉应力的岩体，破坏岩体在挤压状态下有时可以不考虑其危害性。

根据这样的观点，巷道顶板中单元体中拉应力大于零的单元体所组成岩体为潜在危害岩体图84巷道顶板围岩稳定区划。

这种顶板内拉应力为零的应力单元的连线在巷道的平面应变问题中为一椭圆形曲线。

这一椭圆形曲线称之为自稳隐形拱。

自稳隐形拱的基本原理引用了拱形稳定机理，但自稳隐形拱理论加入了受力状态的拱形概念，而不是自身拱的稳定问题。

1-1.7.

巷道围岩的不稳定区划

自稳隐形拱理论的基本观点中第一次将岩体的承载能力的界限划进了破坏岩体，该理论认为岩体的承载能力并不在于其是否达到塑性，并认为达到塑性破坏后既是松散的围岩都具有支承能力，而那些受拉应力的岩体没有进到塑性破坏却被列入护防对象.

根据对巷道顶板及侧帮稳定性的分析可知，在完全没有支护情况下巷道冒落片帮的极限为侧帮片入深度最大为

。

当发生到这种程度时，自稳隐形拱也将会变到最大，这时的自稳隐形拱称为极限自稳隐形拱。

根据自稳隐形拱理论划分的不稳定危害岩体区划如图表85巷道围岩不稳定区划分

1-1.8.自稳隐形拱方程

（1）自稳隐形拱

当巷道开挖后不能及时支护而使巷道顶板产生变形后，顶板表面处的拉应力交界点就会随之变动而最终使交点扩展到巷道顶板两角处。

这时的隐形拱曲线称之为自稳隐形拱。

自稳隐形拱是巷道顶部应力单元中水平方向的拉应力为零的单元的联线所形成的曲面，对于平顶型巷道，横坐标为至于顶板重合时，这一曲面在巷道截面上所示的曲线方程为：

（830）

或写为：

（831）

式中：

（832）

其他符号同前。

如果将自稳隐形拱方程写成通式有：

（833）

式中：

巷道两帮起弧点离底板的高度，m；

巷道的高度，m；

其他符号同前。

（2）极限自稳隐形拱

根据对巷道顶板及侧帮稳定性的分析可知，在完全没有支护情况巷道冒落片帮的极限为侧帮片入深度最大为

。

当发生到这种程度时，自稳隐形拱也将会变到最大，这时的自

稳隐形拱称为极限自稳隐形拱。

（834）

极限自稳隐形拱是地下巷道围岩可能破坏的最大区间边界。

方成为：

（835）

如果令:

有:

（836）

极限自稳隐形拱的最大高度：

（837）

自稳隐形拱极限性讨论

如果令：

则有：

式说明：

当围岩松软到极限时。

围岩的不稳定范围只与巷道的宽度有关，其外不稳定界面是一个椭圆。

长短轴由地下空间的宽度决定。

因此，按照自稳隐形拱理论的巷道帮部破坏极限概念：

完全破碎围岩体巷道帮部完全失稳时极限状态的水平最大破坏宽度为：

完全破碎围岩体巷道帮部完全失稳时极限状态的垂直最大破坏范围为：

（3）自稳隐形拱包络线内岩体自重

自稳隐形拱包络线内煤体的截面积:

（838）

（9-10）

对上式进行变换:

（9-11）

令

则

这时x和t的域划分为:

现对上式进行积分运算:

（839）

自稳隐形拱包络线内煤体的重量

式中：

—自稳隐形拱包络线内的岩体面积，m2；

—顶部岩体的容重，MN/m3；

—锚杆的排距，m。

顶板中部拉应力区的最大高度为：

（9-13）

（4）复合巷道顶板中的自稳隐形拱

当巷道顶部为成层的复合顶板时，其自稳隐形拱为各层岩体所形成的自稳隐形拱的组合。

顶部自稳隐形拱包络线内（以蒲白矿务局白水煤矿17采区为例）

煤的厚度为

矸的厚度为

最大自稳隐形拱内煤矸比率为:

煤的比率:

矸的比率:

复合顶板中的自稳隐形拱符合下列条件:

所以，复合顶板中的自稳隐形拱方程为:

（840）

1-1.9.自稳隐形拱理论对锚杆的工程作用解释

锚杆支护作用的悬吊机理，岩梁机理，挤压加固机理，挤压拱作用，松动圈观点，关键圈机理等都是从不同的侧重点揭露了锚杆支护的作用机理的某一方面。

锚杆之所以能对巷道围岩起到支护作用，是因为围岩自身具有自我承载能力并能自我稳定。

锚杆支护作用的悬吊机理，岩梁机理，挤压加固机理，挤压拱作用，松动圈观点，关键圈机理等都是从不同的侧重点揭露了锚杆支护的作用机理的某一方面。

锚杆之所以能对巷道围岩起到支护作用，是因为围岩自身具有自我承载能力并能自我稳定。

锚杆的锚固作用只是限制一定范围岩体使其保持协调变形。

锚杆的力学原理是提高围岩体局部力学参数，尤其能大大提高塑性破坏后的承载能力。

*锚杆的悬吊作用机理是锚杆制约围岩纵向变形的能力;

*锚杆的组合梁作用机理是锚杆制约围岩横向变形的能力;

*锚杆的挤压加固作用机理是锚杆制约围岩纵向和横向变形的能力

1-1.10.自稳隐形拱的锚固原理

对巷道围岩的维护可以改变巷道围岩稳定区域的大小和形状，不同的支护方式对围岩稳定区域大小形状的改变有所不同，因此也就有不同的支护效果。

改变成不同的巷道形状也能改变巷道围岩稳定区域的大小和形状，因此，合适的断面形状能够节约支护费用。

1-1.11.帮锚杆改善巷道稳定性的原理

巷道围岩的稳定界面错误！

未找到引用源。

。

在图中我们能清楚地看到，帮部如果不能有效支护时，巷道的稳定界面为极限自稳隐形拱。

如果在帮部采取预应力锚杆支护使巷道帮部变为似刚性结构，这时候极限自稳隐形拱就会消失。

没有极限自稳隐形拱，巷道围岩的不稳定区域就大大减小。

1-1.12.顶锚杆改善巷道稳定性的原理

巷道顶板锚杆的加固作用能够改变自稳隐形拱的大小。

在图中我们能清楚地看到，如果顶部采取预应力锚杆支护使巷道顶部的自稳隐形拱变化。

不断变小的自稳隐形拱使巷道顶板的稳定性增加。

巷道围岩的不稳定区域就大大减小。

。

1-1.13.巷道断面形状改善巷道稳定性的原理

对于特定条件的巷道来说，围岩及其状态一定，自稳隐形拱的位置与巷道的断面形状有着十分密切的关系。

拱形巷道的自稳隐形拱比矩形巷道的自稳隐形拱低的多，这就证明了其稳定性要好得多。

4号曲线可以看出，巷道的稳定情况与断面形式关系密切。

1-1.14.自稳隐形拱理论要点

（1）自稳隐形拱理论采用极限趋势推断揭示地下工程巷道围岩稳定状况和锚杆作用实质并以此原理为基础设计锚杆支护参数并指导施工。

（2）巷道围岩的稳定性与支护方式无关，巷道能否稳定是由围岩的特性及巷道自身所处的采掘关系确定的；没有支护的巷道出现片帮冒顶一般不会无限的发展下去。

（3）巷道围岩体达到塑性破坏后仍然可能是主要承载体，而那些围岩变形过程中存在拉应力的单元体虽然没有达到破坏却应被视为有害岩体加以预防支护。

（4）巷道顶板应力单元体中水平应力为零的单元联线，称为自稳隐形拱。

自稳隐形拱是地下巷道顶部稳定的界面，并以此界面将顶部垂直应力转向巷道两帮。

（5）平面应变问题中巷道顶板中的自稳隐形拱形状近似为一椭圆曲线。

（6）巷道围岩塑性带在一定条件下也能形成承载隐形拱而自稳。

松软破碎顶板巷道会形成次生隐形拱，次生隐形拱类似砌碹体，主要承载自稳隐形拱包络线内的围岩自重。

（7）锚杆支护工作只是保护围岩一定范围围岩的相互咬合。

防止自稳隐形拱内围岩局部突变，保护围岩的外界视觉。

（8）巷道中帮锚杆的工程作用可以消除极限自稳隐形拱，缩小围岩的不稳定范围。

（9）巷道中顶锚杆的工程作用可以缩小自稳隐形拱，增加顶板的稳定性。

（10）锚杆支护设计中至少要有两根锚杆深入到自稳隐形拱内５００mm　以上并施加预应力。

靠近顶角锚杆的锚杆必须深入自稳隐形拱内300mm。

锚杆在安装后2小时内要施加预应力达到１5０Ｎ·Ｍ。

（11）改变巷道断面形状或在顶板适当位置加装预应力锚杆可以降低自稳隐形拱的高度，取得较好的支护效果。

（12）巷道支护设计中的顶角锚杆长度必须进入极限自稳隐形拱内300mm，如果锚固长度不能进入极限自稳隐形拱应该设计锚索。

锚索长度以进入极限自稳隐形拱1500mm为宜，过长的锚索不利于巷道支护。

（13）锚索与锚杆共同形成锚网体系时，锚索的长度应该进入极限自稳隐形拱内1500mm，锚索必须增加让均压结构。

（14）锚网支护体系中的钢带应该按照桁架结构构件设计，这样有利于体系效力发挥并能够防止巷道围岩在极限破坏条件的安全自救。

1-1.15.自稳隐形拱理论锚杆设计

目前我国现场设计锚杆参数多数还是按经验或是工程类比方法。

这种方法参数不优化，可能造成比较大的浪费，也许还会操城设计误差导致安全事故。

因此，合理的设计方法的实施应包括具体4个步骤：

（1）地质力学评估，包括对巷道围岩（顶底板及煤层）力学性质测定、地应力（3个主应力的大小和方向）测试和现场调查；

（2）初始设计（即利用计算机数值模拟方法在巷道开掘以前进行）；

（3）现场监测（即利用测力锚杆及位移计等对锚杆受力及围岩位移进行适时观测）；

（4）信息反馈和修改、完善设计（根据现场监测的数据与曲线与初始设计进行对比，若相同则证明初始设计正确，否则应修正初始设计，调整锚固结构和参数，完成最终设计）。

◆岩体锚固设计内容

巷道断面形状选择

断面几何参数确定

锚杆布置

锚杆参数

锚固参数

◆参数

岩体锚固参数一般包括：

锚固类型——机械式、粘结式、摩擦式、全锚或端锚

锚杆结构——

材质选择及形式——

锚杆长度

锚杆直径——等经、变经

锚杆间排距

粘结剂类型及相关参数

托盘与螺母等等。

◆巷道断面形状的选择

自稳隐形拱在巷道顶板中起着抵抗垂直地应力的作用，降低自稳隐形拱的高度非常有利于巷道顶板的维护。

人为地缩小顶板宽度是减小自稳隐形拱高度的唯一途径。

而降低自稳隐形拱的高度有利于锚杆深入到自稳隐形拱中。

缩小顶板有效宽度可采用两条途径实现：

※　将直角矩形巷道顶角改为弧形或多角形缩小顶宽。

※　在巷道两角一定距离处加预应力锚杆，使预应力锚杆深入到原宽巷道顶板自稳隐形拱内，这样可以缩小顶部的有效宽度。

根据工程需要不同可能需要不同的断面形状。

选择断面形状时可以参考上述原理。

比如：

矩形断面在施工时能很好地把握，采用锚网支护后为了适应施工需要巷道断面形状定为圆角矩形较好；

梯形巷道也可以通过改变四个角部的尖角形来达到较好的受力效果；

地应力较大时可采用耦合形断面。

矩形断面的变形，它能较好地适应高地应力。

巷道断面确定

巷道高度

巷道高度以满足运输，通风及行人的需要。

巷道宽度

宽度以满足行人运输要求选取。

◆设计计算模型及基本参数

计算步骤

自稳隐形拱参数计算

计算顶板不稳定范围——确定顶锚杆长度依据

计算顶板极限自稳隐形拱高度——确定锚索长度依据

计算围岩完全松弛状态的失稳高度——确定破碎区锚索长度依据

画图示意围岩不稳定范围

帮部45˚破碎三角区

顶部三种自稳隐形拱

◆设计参数

根据顶板不稳定范围初步确定顶锚杆长度和角度

根据顶板极限自稳隐形拱高度确定锚索长度深入到极限自稳隐形拱以外

根据围岩完全松弛状态的失稳高度确定破碎区锚索长度和密度

根据危岩体矿压状况决定锚固长度

根据矿压和服务年限确定巷道断面和锚杆直径及密度

巷道顶部不稳定范围确定

自稳隐形拱方程为：

（841）

（842）

式中：

其他符号同前。

平顶巷道顶板不稳定高度

对于平顶巷道，顶板不稳定范围高度，也就是自稳隐形拱离顶板的高度为：

（843）

式中：

弧拱形巷道顶部不稳定高度

如果是拱形顶板，顶部的不稳定范围还要在式

（843）

的基础上，减去顶部中央拱形的拱高。

（844）

巷道围岩力学参数

围岩普氏系数：

抗压强度：

抗拉强度：

抗剪强度：

自稳隐形拱包络线内的煤体重量计算

（1）自稳隐形拱包络线内煤体的截面积:

（845）

现对式进行积分运算有:

（2）自稳隐形拱内岩体的巷道纵向单位重量为：

式中：

—自稳隐形拱内煤体平均容重，取1.9×10-2MN/m3

每排锚杆可能承载的最大的荷载为:

式中:

b—锚杆排距取0.8米

考虑隐形拱对包络线内煤岩的粘接力，则锚杆实际需要的锚固力为：

式中：

—认为煤层脱落时的系数，取0.01；

—煤体抗拉强度，0.9Mpa；

B—自稳隐形拱垂直投影宽度，其值为2.6m；

—自稳隐形拱包络线煤体的黏结力，按自稳隐形拱内最软弱煤的抗拉强度计算。

施工三径初选

三径配套原则：

孔径比杆体直径大4-8mm；孔径比药卷直径大5-8mm

孔径

药卷直径

锚杆直径

单位孔长锚固力

围岩体中的锚固力

式中:

—煤体中每100mm孔长的锚固力，KN;

—锚杆孔直径，mm;

—煤体的抗剪强度，Map;

—考虑施工的影响系数

树脂锚固剂的锚固力

锚固力为40KN时需要的锚固长度：

每个2835锚固剂的锚固长度

◆锚杆参数

顶锚杆长度

肩部锚杆必须进入极限自稳隐形拱内500mm；

除肩部锚杆以外，至少两根锚杆超过自稳隐形拱500mm。

锚杆角度

一般需要和巷道轮廓正交，但顶部肩部的两根锚杆必须具有一定的角度，保证肩部锚杆能深入极限自稳隐形拱外500mm。

帮锚杆长度

大于巷道高度的一半

hw-巷道高度

◆锚索设计

锚索长度：

在破碎带时：

破碎围岩体巷道完全失稳时巷道帮部最大破坏深度为：

破碎围岩体巷道完全失稳时巷道顶部最大破坏深度为：

◆锚杆初步布置

画出巷道轮廓线

画出巷道不稳定范围

标示出自稳隐形拱、极限自稳隐形拱、松散状态极限自稳隐形拱、巷道帮部不稳定深度

试布置锚杆，调整长度和角度

试布置锚索，确定深度

第2章煤矿锚网支护系统

§2-1.锚网支护原理

锚网技术的支护效果实现是依赖于岩土体自身稳定的基础上的。

岩土体的工程不稳定性主要表现为冒顶片帮。

采矿作业中只是追求工程稳定性即可。

也即只治理片帮冒顶而可以在大多数情况下不管变形的影响。

煤矿顶板是由不同层状岩体组合成的层状结构。

这种成层结构非常不利于顶板的稳定。

常常出现离层进而发展成顶板冒落。

为了防止离层或是破碎冒落，应该设计合适的锚杆长度及锚杆系统的安装应力。

锚网系统设计应满足下列条件：

①锚杆是锚网体系的主力杆件，通过调整安装应力，使锚杆支护系统应能够控制锚固范围内的顶板离层，这需要选择合理的锚杆类型和安装应力。

②锚固系统应能够从横向和纵向两个方向减少或消除顶板的拉应力区。

合理设计和选择符合各种不同地层的钢带尤为重要。

③合理的辅助构件例如网片、药卷、安装和工作辅助件结构。

④锚固系统应有足够控制能力既保持一定强度的约束又能够及时调整约束力以适应围岩体变形保证支护期间内的有效控制。

§2-2.锚杆约束原理

锚杆支护的基本原理是运用锚杆抗拉强度远远高于围岩体抗压强度的优势来克服岩体内应力分布过程中产生的拉应力。

因此，锚杆安装必须3要素才能达到预期效果：

一根具有一定强度的杆体

具有足够的锚固力

具有足够的预紧力

2.1.1杆体强度

根据地层条件的不同，需要一定强度的锚杆杆体。

在高地应力、受动压影响的条件下，支护强度必须提高，这就要求单根锚杆的强度加大，使其与高地应力相适应。

2.1.2锚杆安装预紧力

锚杆的安装应力是控制围岩早期变形的重要参数。

安装应力过小会使围岩发生过大的早期变形，松散破碎塑性圈增大，引起围岩体不断破碎，锚杆荷载增大而效果不佳或破断。

2.1.3锚杆约束性能

锚杆强度无论多大都无法与地应力抗衡。

为了尽量保证支护系统适应围岩变形特性，使每根锚杆都均匀受力，防止锚杆承受过度载荷而破断，锚杆必须有控制变形让压和均压性能。

技术的关键是这种变形让压必须是有适当控制的让压。

让压性能对顶板支护效果影响很大，合理的让压性能应该做到锚杆在一定荷载情况下控制围岩体变形又要稳定让压，以保证锚杆系统受力均匀和防止锚杆破断，也就是先支护后让压，让压距离的大小必须保证围岩稳定。

2-2.2.水平力学构件

锚杆给围岩提供径向力约束围岩，达到强化围岩强度。

问题的关键是锚杆只仅仅提供了径向力。

那么它对围岩的强化能力没有发挥到最佳。

如果根据围岩体变性特征在支护体系中能够同时提供径向和环向约束，支护体系将会有深层次的进步。

锚网支护体系中的托梁和钢带就是这类构件。

但合理的钢带结构才会达到这一目的。

现有的各型钢带中，T型钢带、π型钢带、组合托板钢带具有比较良好的水平预紧力效果。

钢带是支护体系中非常重要的构件，尤其是对于平顶型顺槽和的顶部支护非常重要。