[发明专利]预紧力锚杆提高破碎围岩自承载力评价及参数选择方法

权利要求书

1.预紧力锚杆提高破碎围岩自承载力评价及参数选择方法，其特征在于,包括以下步骤：

(1)破碎围岩力学参数确定：根据工程资料结合实测结果，确定破碎围岩粘结力c、内摩擦角以及弹性模量E、泊松比λ等力学参数；

(2)数值模拟分析：建立破碎围岩预应力Δσ_压分析的数值计算模型，分析锚杆预紧力F作用破碎围岩预应力Δσ_压大小、分布及叠加情况；

(3)围岩自承载结构承载表达：根据破碎围岩预应力Δσ_压分布，以预应力Δσ_压较为均匀分布范围作为破碎围岩自承载结构厚度d，根据自承载结构范围内破碎围岩预应力增加Δσ_压确定自承载结构破碎围岩粘结力及内摩擦角等力学性能参数增量Δc、以破碎围岩自承载结构厚度d及强度增量Δc、作为破碎围岩自承载结构承载即锚杆提高破碎围岩自承载力评价指标；

(4)合理锚杆参数选择：分析锚杆预紧力F、锚杆长度l以及锚杆索间排距a×b等参数对破碎围岩自承载结构承载影响，选择合理锚杆参数使围岩自承载结构承载合理。

2.根据权利要求1所述的预紧力锚杆提高破碎围岩自承载力评价及参数选择方法，其特征在于，所述步骤(1)中破碎围岩，一般指粘结力c＝(0.5～0.8)MPa、内摩擦角范围的破碎围岩。

3.根据权利要求1所述的预紧力锚杆提高破碎围岩自承载力评价及参数选择方法，其特征在于，所述步骤(2)中破碎围岩预应力Δσ_压大小主要通过锚杆有无预紧力F在破碎围岩中压应力差值来表达，预应力Δσ_压分布主要是指如附图2所示相邻锚杆中间部位bB、cC位置，预应力Δσ_压叠加是指如附图2所示巷道表面aC位置。

4.根据权利要求1所述的预紧力锚杆提高破碎围岩自承载力评价及参数选择方法，其特征在于，所述步骤(3)中通过破碎围岩自承载结构厚度d以及自承载结构范围内破碎围岩粘结力c及内摩擦角两个指标增量Δc、来表达围岩自承载结构承载能力的增加，其中破碎围岩自承载结构厚度d通过附图4(a)所示破碎围岩中预应力Δσ_压较为均匀范围来估算，自承载结构范围内破碎围岩粘结力及内摩擦角增量Δc、根据附图4(a)、图4(b)所示破碎围岩自承载结构较为均匀分布预应力Δσ_压大小估算，估算方法为：每增加预应力Δσ_压＝0.1MPa，粘结力增加Δc＝0.09MPa，内摩擦角增加

5.根据权利要求1所述的预紧力锚杆提高破碎围岩自承载力评价及参数选择方法，其特征在于，所述步骤(4)中选择合理锚杆参数使围岩自承载结构合理承载，主要是通过分析显著影响破碎围岩自承载结构承载力的锚杆参数临界取值范围来确定，考虑常见的粘结力c＝(0.5～0.8)MPa、内摩擦角的破碎围岩，分析锚杆预紧力F、锚杆长度l以及锚杆索间排距a×b等参数对破碎围岩自承载结构影响，考虑工程中常用的螺纹钢高强锚杆，锚杆参数选取范围为锚杆间排距a×b＝(400～600)mm、锚杆长度l＝(1500～2000)mm、预紧力F＝(60-90)KN。