锚固力与锚杆拉拔力
锚固力指锚杆对围岩产生的约束力。可细分为锚杆工作时的锚固力和设计锚固力,锚杆工作时锚固力包括初锚力和正常工作时的锚固力。通常说的锚固力指锚杆正常工作时的锚固力。
拉拔力也称抗拉拔力或抗拔力,指阻止锚杆从岩体中拔出的力。拉拔力可分为设计拉拔力和检测拉拔力。通常说的拉拔力指设计拉拔力,其值应大于锚杆破断力。检测拉拔力用于锚杆施工质量检测,其值应不小于设计锚固力。
锚固力与锚杆拉拔力区别
锚固力是锚杆对围岩产生的约束力,是限制围岩变形,起支护作用的力。锚杆拉拔力是锚杆锚固后拉拔实验时,所能承受的极限载荷,反映的是杆体、锚固剂、岩石粘结到一起后,锚杆破断或失效的最大拉力。
锚固力随着被支护围岩变形、围岩的膨胀而增大,因此锚固力是一个动态发展并不断变化的力。锚杆拉拔力是一个固定值,不随围岩变形和锚杆受力而改变。如果围岩不发生变形且不考虑杆体的松驰效应,锚固力等于初锚力。
锚固力检测使用安装于锚杆螺母和托盘之间的锚杆测力计,一般在锚杆安装时把锚杆测力计安好。检测锚固力是为了监测锚杆受力状况,需要进行长期观测。锚杆拉拔力检测使用锚杆拉力计,检测可以在锚杆安装完成后任何时候进行,检测锚杆拉拔力是为了查验锚杆杆体、锚固剂、岩石粘结效果。在施工中,检测锚杆拉拔力时,一般只要达到设计锚固力即可;在做破坏性检测时,则要求锚杆被拉断或锚杆被拉出才终止。
检查锚杆施工质量时,一般检查锚杆拉拔力。监测分析锚杆工作情况时,测锚固力。测量锚固力是为了验证支护的可靠性,为以后修改支护设计提供依据。设计和施工时,必须保证锚杆拉拔力大于杆体破断力这一基本原则,即锚杆杆体受力超过其破断力后,锚杆可能被拉断,但锚杆不能被拉出。常见错误是设计的锚杆拉拔力小于杆体破断力。
施工、设计中锚固力与锚杆拉拔力经常混淆、混用。二者混淆原因一方面是由于一些标准、教课书说法不一,造成混乱;另一方面对二者内涵认识理解有误,辨识不清。
预紧力和预紧力矩
预紧力也称初锚力,在安装锚杆(锚索)时,通过拧紧螺母或采用张拉方法施加在锚杆(锚索)上的拉力,单位kN。预紧力矩是拧紧螺母使锚杆达到设计预紧力时,施加到螺母上的力矩,单位N·m。
预紧力和预紧力矩关系
二者有定性的关系,通常预紧力矩越大,预紧力越大,但非线性关系。
预紧力是力,是施加在锚杆(锚索)上的拉力,单位kN;预紧力矩是力矩,施加在压紧螺母上,单位N·m。
二者测量仪器不同。预紧力可以通过安装在锚杆托盘与螺母间的锚杆测力计观测;预紧力矩可以通过数字显示或带有刻度显示的锚杆扭力扳手观测。
锚杆施工设计要求的是预紧力,而不是预紧力矩。但在实际施工中,由于预紧力矩测读方便而预紧力测量相对复杂,且预紧力随着预紧力矩增大而增大,为了检测方便,通过直接检测预紧力矩而达到间接检测锚杆的预紧力的目的。因此,锚杆安装时通常检测预紧力矩,而不检测预紧力。