锚杆方向的有效性(Bolt Orientation Efficiency)

1 引言

锚杆是岩石工程最常用的支护型式，不过锚杆在软岩和硬岩中所起的支护作用是不同的。例如在软岩巷道中使用锚杆支护，主要的作用减少塑性圈，而在硬岩中，岩体的稳定性主要受结构面的控制，锚杆的主要作用是加强结构面的抗拉和抗剪强度。因此，锚杆打入方向相对于开挖边界(边坡面和隧道表面)的方向对支护性能起着一定作用，简单地称作锚杆方向的有效性(BOF，Bolt Orientation Efficiency)，这个称谓是Rocscience软件的专用术语，在RocPlane、SWedge和UnWedge三个基于极限平衡原理的软件中考虑了BOF的影响。本文仅简要讨论了BOF的概念以及BOF系数在计算中是如何考虑的。

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1. 拉断：锚杆拉断通常发生在锚杆与锚固体之间的断裂面上，通常是由于锚杆的疲劳或者高应力导致的。拉断是一种很危险的破坏模式，因为它会导致锚杆的突然失效，从而可能导致岩石边坡的突然崩塌。

2. 滑动：锚杆的滑动破坏模式是由于锚杆与锚固体之间的摩擦力不足以承受岩石表面的切向力而导致的。这种模式的破坏可能会导致锚杆在岩石表面中移动，从而影响到整个岩石边坡的稳定性。

3. 剪切：锚杆的剪切破坏模式是由于锚杆与锚固体之间的剪切力超过锚杆自身强度而导致的。这种模式的破坏可能会导致锚杆在岩石坡面中断裂或扭曲，从而影响到整个岩石边坡的稳定性。

通过考虑不同的锚杆破坏模式，可以更加准确地评估岩石坡面的稳定性和锚杆的承载力，从而指导工程实践。

在RocPlane、SWedge和UnWedge这三个软件中，使用了类似下面的Bolt Force Diagram来决定不同的破坏模式。