臧金龍

【摘要】巖土錨固是巖土工程中的一個重要構(gòu)成部分。筆者試從目前國內(nèi)外錨固技術(shù)的發(fā)展情況和其應(yīng)用方向，敘述錨固技術(shù)發(fā)展過程中面臨中的種種問題，為巖土錨固技術(shù)未來的發(fā)展提供相關(guān)意見。

【關(guān)鍵詞】錨固技術(shù)；錨桿；研究；問題

1 引言

錨固技術(shù)是巖土工程建設(shè)中極其重要的一個技術(shù)，近年來隨著社會經(jīng)濟高的發(fā)展，科學技術(shù)的進步，該技術(shù)也有了進一步的發(fā)展，其運用前景十分可觀。錨固技術(shù)能夠迅速發(fā)展的原因就在于它可以全面地實現(xiàn)巖土材料本身的功效，盡可能地發(fā)揮巖土介質(zhì)的硬度，同時有效強化巖土體的承重和穩(wěn)定作用，將結(jié)構(gòu)物與巖土體二者牢牢地固定在一塊，從而保證了巖土工程的質(zhì)量和施工者安全。自上世紀20年代第一次使用鋼筋加固巖層以后，該技術(shù)就呈現(xiàn)快速發(fā)展之態(tài)勢，尤其是上世紀802年代以來，在計算機誕生以后，運用計算機進行模擬計算，有效地促進了巖體錨桿加固機理的相關(guān)探究。不過因為巖土介質(zhì)自身額特點，其復(fù)雜多樣性造成目前研究還面臨種種不足，其設(shè)計理論、計算方法還有待改進。所以實際上其理論研究已經(jīng)更不上工程實踐的腳步了。

2 巖土錨固技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用方向

2.1 國外錨固技術(shù)的發(fā)展情況

從18世紀90年代，在北威爾士的煤礦中，率先使用了鋼筋來加固巖層開始，到上世紀80年代為止，隨著技術(shù)的革新，使得錨桿的承載力最大達到了16500KN，再到近些年來，國外的巖土錨固技術(shù)各方面都有了長遠的進步。

當前學界和工程業(yè)中對于巖土錨固技術(shù)理論相關(guān)研究可分成兩個部分：一是將錨固體當成研究對象，探討錨固體和巖土體的力的相互作用；其次是將巖土體當作研究對象，探討錨固體對加固體所起的的力學效果。國外學者長期以來都專注于對錨桿試驗的探究，概述如下：

魯特鄒和賈居里在1967年時進行了關(guān)于鋼筋在混凝土中的滑移性質(zhì)的相關(guān)探討[1]。

法瑪爾在他的1975年論文中著重研究了臘八荷載作用下錨桿的粘結(jié)力，他通過相關(guān)試驗的探究得出結(jié)論，認為粘結(jié)力從荷載作用點到錨桿里端是按照指數(shù)形式不斷減少的，從而為近代的錨桿的受力特性研究確立了學術(shù)技術(shù)。

司邦等人在1990年發(fā)表的論文中，展示了他根據(jù)相關(guān)試驗結(jié)果，得出額結(jié)果是，錨桿傾角與其所加固節(jié)理面的抗剪強度有關(guān)。

籍里柯等人在2002年發(fā)表的論文中對全長粘結(jié)式錨桿的錨固力受錨桿長度、直徑等其他因素的影響關(guān)系實施了相關(guān)試驗，得到的結(jié)論是改變以上相關(guān)因素的數(shù)值的確會加大錨固力，但存在一個峰值，也就是不能大于錨桿材料自身的抗拉強度[2]。

2.2 我國巖土錨固技術(shù)的情況

因為民國政府的腐敗，我國直到1949年新中國成立后才開始運用巖石錨桿技術(shù)，那是主要應(yīng)用的方向是礦山支護。到了60年代開始，才進一步發(fā)展該項技術(shù)，開始使用普通砂漿錨桿和噴射混凝土支護。同一時期，在梅山水庫中的加固工程里還使用了預(yù)應(yīng)力錨索。到了70年代開始，技術(shù)的進步已經(jīng)使施工隊能夠在深基坑的支護工程里使用土層錨桿，作用是維護基坑工程的穩(wěn)定性。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及科學水平的提高，到了1996年時，在全國大中小煤礦中，錨桿支護的使用率占到總體的百分之30左右。進入新世紀以來，國內(nèi)的巖土錨固工程規(guī)模擴大的很快，相應(yīng)額技術(shù)發(fā)展也得到了提高，預(yù)應(yīng)力錨索的荷載力足夠達到3000KN，從而實現(xiàn)工程的系統(tǒng)加固以及局部加固。

2.3 巖土錨固技術(shù)的應(yīng)用方向

巖土錨固在幾十年來的發(fā)展以后，該項技術(shù)已經(jīng)能夠熟練地應(yīng)用于巖土工程的各個方向，主要表現(xiàn)在下列主要工程：

一是邊坡穩(wěn)定工程。像是高山巖石或者是巖土加固、擋土墻加固、斜邊穩(wěn)定等工程。

二是隧道以及地下的支護工程。像是鐵路、公路、地下管道以及隧道加固等工程。

三是深基坑的支護工程。像是基坑開挖時的護壁工程、地下室的護壁工程等。

四是阻止傾覆的結(jié)構(gòu)工程。像是避免高塔以及高架橋的倒塌等工程。

此外錨固技術(shù)還運用在像是加壓裝置、沖擊區(qū)的抵抗浮力和防護等工程[3]。

3 錨固技術(shù)當前研究中面臨的問題

根據(jù)前人學者的研究我們可以得知：首先對錨固結(jié)構(gòu)的荷載力其作用的方面有錨桿形態(tài)、錨桿直徑、錨桿長度以及錨桿桿體強度以及巖石強度等。其次錨桿的剪應(yīng)力是從隨著錨桿的長度不均勻的分布在上面，該力是垂直縱向數(shù)值先加大后變小，最后直到零單峰形式。第三錨桿對于含有裂縫的巖體加固作用明顯，在錨固角數(shù)值變大后，其彈性模量與抗拉強度先上升接著下降[4]。

從錨固技術(shù)的誕生直到現(xiàn)在，國內(nèi)外關(guān)于這項技術(shù)已經(jīng)有了許多的相關(guān)著作和論文研究，不過其中大多數(shù)的研究都是從錨固結(jié)構(gòu)的靜力分析這個角度出發(fā)，目前來看，還沒有研究對邊坡錨固結(jié)構(gòu)的地震動力作用機制進行探討。不過還是有些許學者注意到了錨桿在爆破方面的相關(guān)應(yīng)用，并做了論文研究，例如單仁亮在2011年發(fā)表的論文中，通過實驗表明，爆炸會造成錨桿大約五秒的震動，之后錨桿存在變形，這是關(guān)于錨桿在短時間、單項作用方面的相關(guān)探討。筆者在對各大數(shù)據(jù)庫進行搜索后，暫時沒有找到有相關(guān)文章對錨固結(jié)構(gòu)在地震動力相互作用機制進行研究，所以可以推斷目前關(guān)于這個問題，還屬于理論研究的學術(shù)空白部分。

4 關(guān)于目前錨固技術(shù)發(fā)展的意見

我國屬于山區(qū)地震頻發(fā)的國家，因為地緣廣闊，地形多變，所以許多的道路、水利工程都得被迫建立在山區(qū)，將出現(xiàn)許多關(guān)于高烈度地區(qū)的高坡邊坡的工程，因此為了確保這些工程的順利完工，提高工程質(zhì)量，保證施工人員的安全，學界對于錨固結(jié)構(gòu)在地震等動力方面的研究應(yīng)該投入更多的精力，從而為中國甚至是世界上的高陡邊坡加固工程提供相關(guān)的設(shè)計理論和技術(shù)革新，從而促進當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展，降低地震對于人類的危害。

【參考文獻】

[1]周健茹；陳亞楠；李林子；郭方方.巖土錨固工程技術(shù)的發(fā)展和存在的問題[J].現(xiàn)代裝飾（電子版），2011（08）：47.

[2] 馮小平；陳蘭萍；潘建紅.現(xiàn)階段巖土錨固工程技術(shù)的發(fā)展與常見問題探討[J].經(jīng)營管理者，2011：142.

[3] 張海珠；崔雪；趙媛.我國巖土預(yù)應(yīng)力錨索加固技術(shù)的發(fā)展與存在的問題[J].江西建材（電子版），2013（19）：256.

[4] 李愛華，黃迎.加錨結(jié)構(gòu)面剪切特性及錨固巖體綜合力學模型研究[J].科技信息，2011（27）：332.