1、3、简述锚杆支护作用原理及不同种类锚杆的适用条件。答： 岩层和土体的锚因是一种把锚杆埋入地层进行预加应力的技术。锚杆插入预先钻凿的孔眼并固定于其底端，固定后，通常对其施加预应力。锚杆外露于地面的一端用锚头固定，一种情况是锚头直接附着在结构上，以满足结构的稳定。另一种情况是通过梁板、格构或其他部件将锚头施加的应力传递于更为宽广的岩土体表面。岩土锚固的基本原理就是依靠锚杆周围地层的抗剪强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖面自身的稳定。岩土锚固的主要功能是：(1)提供作用于结构物上以承受外荷的抗力，其方问朝着锚杆与岩土体相接触的点。(2)使被锚固地层产生压应力，或对被通过的地层起加筋作用(非顶应力锚
2、杆)。(3)加固并增加地层强度，也相应地改善了地层的其他力学性能。(4)当锚杆通过被锚固结构时能使结构本身产生预应力。(5)通过锚杆，使结构与岩石连锁在一起，形成一种共同工作的复合结构，使岩石能更有效地承受拉力和剪力。锚杆的这些功能是互相补允的。对某一特定的工程而台，也并非每一个功能都发挥作用。若采用非预应力锚杆，则在岩土体中主要起简单的加筋作用，而且只有当岩土体表层松动变位时，才会发挥其作用。这种锚固方式的效果远不及预应力锚杆。效果最好与应用最广的锚固技术是通过锚固力能使结构与岩层连锁在一起的方法。根据静力分析，可以容易地选择锚固力的大小、方向及其荷载中心。由这些力组成的整个力系作用在结构上
3、，从而能最经济有效地保持结构的稳定。采用这种应用方式的锚固使结构能抵抗转动倾倒、沿底脚的切向位移、沿下卧层临界面上的剪切破坏及由上举力所产生的竖向位移。岩土的锚杆类型：(1)预应力与非预应力锚杆对无初始变形的锚杆，要使其发挥全部承载能力则要求锚杆头有较大的位移。为了减少这种位移直至到达结构物所能容许的程度，一般是通过将早期张拉的锚杆固定在结构物、地面厚板或其他构件上，以对锚杆施加预应力，同时也在结构物和地层中产生应力，这就是预应力锚杆。预应力锚杆除能控制结构物的位移外，还有其它有点：1 安装后能及时提供支护抗力，使岩体处于三轴应力状态。 2 控制地层与结构物变形的能力强。 3 按一定密度布臵锚
4、杆，施加预应力后能在地层内形成压缩区，有利于地层稳定。4 预加应力后，能明显提高潜在滑移面或岩石软弱结构面的抗剪强度。 5 张拉工序能检验锚杆的承载力，质量易保证。 6 施工工艺比较复杂。(2)拉力型与压力型锚杆显而易见，锚杆受荷后，杆体总是处于受拉状态的。拉力型与压力型锚杆的主要区别是在锚杆受荷后其固定段内的灌浆体分别处于受拉或受压状态。拉力型锚杆的荷载是依赖其固定段杆体与灌浆体接触的界面上的剪应力(粕结应力)由顶端(固定段与自由段交界处)向底端传递的。锚杆工作时，固定段的灌浆体易出现张拉裂缝防腐件能差。压力型锚杆则借助无粘结钢绞线或带套管钢筋使之与灌浆体隔开和特制的承载体，将荷载立接传至底
5、部的承载体由底端向固定段的顶端传递的。这种锚杆虽然成本略高于拉力型锚杆，但由于其受荷时，固定段的灌浆体受压，不易开裂，用于永久性锚固工程是有发展前途的。更值得提出的是国内外研究表明，在同等荷载条件下，拉力型锚杆固定端上的应变值要比压力型锚杆大。另外，压力型锚杆的承载力还受到锚杆截面内灌浆体抗压强度的限制，因此在钻孔内仅采用一个承载力的集中压力型锚杆，不可能被设计成有较高的承载力。(3)单孔复台锚固传统的拉力型与压力型锚杆均属于单孔单一锚固体系，它是指在一个钻孔中只安装一根独立的锚杆，尽管由多根钢绞线或钢筋构成锚杆杆体，但只有一个统一的自由长段和固定长度。单孔复合锚固体系（SBMA 法）是在同一
6、钻孔中安装几个单元锚杆，而每个单元锚杆均有自己的杆体、自由长度和固定长度，而且承受的荷载也是通过各自的张拉千斤顶施加的，并通过预先的补偿张拉(补偿各单元锚杆在同等荷载下因自由长度不等而引起的位移差)而使所有单元锚杆始终承受相同的荷载。采用单孔复合锚固体系，由于能将集中力分散为若干个较小的力分别作用于长度较小的固定段上，导致固定段上的粘结应力值大大减小且分布也较均匀，能最大限度地调用锚杆整个固定范围内的地层强度。此外，使用这种锚固系统的整个固定长度理论上是没有限制的，锚杆承裁力可随固定长度的增加而提高。若钳杆的固定段位于非均质地层中，则单孔复合锚固体系可合理调整单元锚杆的固定长度，即比较软弱的地
7、层中单元锚杆的固定长度应大于比较坚硬地层中单元锚杆的锚固长度，以使不同地层的强度都能得到充分利用。还应特别提出的是单孔复合锚固体系可采用全长涂塑的无粘结钢绞线，组成各单元锚杆的杆体，这种钳杆完全处于多层防腐的环境中，既可用作高耐久性的永久性锚杆，也可用作可拆除芯体(钢绞线)的临时性锚杆。单孔复合锚固体系(SBMA 法)中最具有实用价值的是压力分散型锚杆。4、试述矿山冲击地压的发生条件及如何观测、控制冲击地压。冲击地压发生的条件 冲击地压的形成和发生的条件很复杂。首先是煤岩中应力超过其极限强度, 以煤岩破坏为先导; 其次是煤层和围岩在集中应力作用下, 吸收能量积聚应变能; 另一个是“诱发”因素导
8、致其突变破坏, 瞬间释放应变能。冲击地压发生必须具备的条件如下。 1） 煤层及围岩具有冲击倾向性 煤岩受力易发生破坏, 其类型以镜煤和亮煤为主。煤层硬度大、湿度小、抗压强度高, 则易发生冲击地压。实践证明: 中硬和硬煤, 抗压强度在 200kg/ cm2 以上具有冲击危险。 2） 回采工作面附近存在较大的能量集中冲击地压多发生在回采工作面前方 1550m 处, 属于回采工作面前方支承压力区, 煤层积聚巨大弹性应变能,当其超过煤层的极限强度时, 便产生冲击地压。当走向支承压力与倾向支承压力叠加时, 产生的冲击地压更为猛烈和频繁。 掘进工作面引起冲击地压的能量来源有: 掘进面处于构造应力集中区, 原岩构造应力巨大; 掘进面处于煤柱或采场前方支承压力高峰区, 引起弹性变形能的突然释放, 均易形成冲击地压。郭屯煤矿地质构造复杂, 断层多,开采深度及强度大, 区域内构造应力大, 煤岩体内能量集中, 这也是郭屯煤矿地压大的原因。3） 采场存在释放能量的空间 采场煤体之中存在着巨大的弹性变形能, 其附近又存在一定的空间(巷道或工作面) , 当煤体
