采用理论分析、数值模拟与现场试验的方法,对节理受力张开、剪切滑移过程中不同锚固方式下锚杆应力分布规律及杆体承载特性、锚杆-锚固剂-围岩相互作用机理进行了研究.结果表明:节理张开时,加长锚固感知节理张开的灵敏度最高,既能通过预应力从岩体外部施加压应力,又能通过黏锚力-锚杆轴力实现初始高阻与快速增阻控制离层,提高支护刚度;全长锚固虽有黏锚力直接作用于节理围岩,但预应力无法有效扩散,无法对深部节理提供有效压应力;而端锚自由段过长导致轴向位移较大,且节理位置无黏锚力作用,感知节理张开变形较为滞后.节理滑移时,加长锚和全锚锚杆由于锚固剂的存在可缓解节理岩体的应力增加,对节理剪切变形感知最为敏感,能及时增阻抑制节理岩体的剪切滑移;而端头锚固下,锚杆自由段与围岩间的无黏锚力作用且存在一定空隙,围岩易错动失稳.基于上述结论提出了节理围岩巷道加长锚固锚杆支护技术,经现场试验后,巷道变形得到有效控制,掘进期间顶底板相对移近量减小了56.6%,两帮移近量减小了55.3%.

中央高校基本科研业务费专项资助项目（2017XKZD06）；

1 工程背景
1.1 生产地质条件
1.2 81303巷道顶板节理分布现场实测
2 节理变形时锚杆受力分析
2.1 节理张开时锚杆抗拉受力分析
2.2 节理滑移时锚杆抗剪受力分析
3 锚固结构数值模型
3.1 数值模型的建立
3.2 数值模拟参数的选取
3.3 数值模拟方案
4 节理张开时锚杆受力特征
4.1 杆体周围塑性区分析
4.2 杆体轴力分析
4.3 感知节理张开的灵敏度分析
5 节理滑移时锚杆抗剪特征
5.1 杆体周围塑性区分析
5.2 杆体应力特征
5.3 感知节理剪切滑移的灵敏度分析
6 工程应用与效果分析
6.1 节理巷道围岩控制技术
6.2 支护效果分析
7 结 论

王广辉,王襄禹,杨建雄,朱祥祥.预应力锚固体控制节理围岩变形的机理分析[J].中国矿业大学学报,2021,50(01):60-68.