岩石锚杆和锚索(Rockbolts and Cables)

1 引言

因为近期的一个项目涉及到岩石边坡支护，因此简要回顾一下岩石锚杆和锚索的基本概念。岩石锚杆和锚索(Rockbolts and Cables)的研究和应用案例大量集中在地下采矿和隧道工程的支护中，岩石边坡的支护案例很少。相比之下，锚固的理论研究成熟了许多，最典型的是Itasca的UDEC,3DEC和Rocscience的SLIDE, RS2等。本文首先从最简单的锚固机理入手，以后逐步进入到更复杂的数值模型。 

2 锚固的基本原理

锚杆用于浅部的地层加固，锚索用于深部的地层加固。边坡锚固的基本原理是稳定可能滑坡的岩石(平面破坏)或岩石崩落(崩落破坏)，如下图所示。通过对岩石锚杆和锚索施加拉力(Tension nut)来稳固有可能滑落的岩石。

如下图所示的滑落块体，

如果没有锚固，那么块体所受的力仅由块体的重量产生，其安全系数Fs：

如果使用锚杆或锚索加固块体，则产生一个附加的压力F，其安全系数Fs:

设置合适的锚固角度是十分重要的, 岩石锚杆产生的力必须能阻挡岩块下滑产生的力。地层锚固可采用灌浆的锚索，不灌浆的锚索，机械或树脂锚固的岩石锚杆。

对于块体形状较大的岩石边坡，锚固的布置间隔可以大一些，对于块体形状较小岩石比较破碎的边坡，锚固间距适当减小，利用块体之间产生的楔形体稳固边坡，我们将在后续的文章中详细讨论。

3 参考文献

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