专利汇可以提供临坡面岩体锚固设置方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了临坡面岩体锚固设置方法,方法包括:获取待测临坡面岩体的几何尺寸以及临坡面岩体的竖向裂隙开度;根据临坡面岩体的几何尺寸以及竖向裂隙开度计算出所需锚孔数量、锚孔间距以及锚杆杆体长度。本方法可有效降岩体锚固设置的主观性和经验性,锚固设置方法可用于指导临坡面岩体锚固注浆的工艺实现,实现了锚固加固的科学化和精细化,为保证锚固加固 质量 奠定良好 基础 。,下面是临坡面岩体锚固设置方法专利的具体信息内容。
1.临坡面岩体锚固设置方法,其特征在于,方法包括:
S1.获取待测临坡面岩体的几何尺寸以及临坡面岩体的竖向裂隙开度;所述临坡面岩体的几何尺寸包括岩体高度、岩体水平横断面几何尺寸;
S2.根据临坡面岩体的几何尺寸以及竖向裂隙开度计算出所需锚孔数量、锚孔间距以及锚杆杆体长度;
所述步骤S2具体为:
S21.根据岩体几何尺寸的水平横断面几何尺寸确定岩体重心位置以及岩体水平方向单位长度重力G;
S22.根据岩体水平方向单位长度重力G计算岩体倾覆力矩M;
S23.根据岩体高度h、倾覆力矩M、竖向裂隙开度b计算出所需锚杆数量、锚孔间距以及锚杆杆体长度。
2.根据权利要求1所述的临坡面岩体锚固设置方法,其特征在于,所述步骤S22具体为:
将岩体底面内侧距截面重心O水平距离为a的点标记为E,岩体底面内侧点C距截面重心O的水平距离zg,根据岩体水平方向单位长度重力G计算岩体倾覆力矩M:
当zg力臂,按式M=Gzg计算倾覆力矩;
当zg>a时,以岩体底面内侧距截面重心水平距离为a的E点为倾覆旋转中心,以a为倾覆旋转力臂,按式M=Ga计算倾覆力矩;
其中,a的取值范围为:0.1m≤a≤0.5m。
3.根据权利要求1所述的临坡面岩体锚固设置方法,其特征在于,所述步骤S23计算所需锚杆数量以及锚孔间距具体为:
当h<0.5m时,所需锚杆数量为0;
当岩体高度0.5m≤h<0.75m时,预设一横排锚杆,计算所需一横排锚杆数量以及锚孔间距;
当岩体高度0.75m≤h时,计算所需锚杆数量以及锚孔间距。
4.根据权利要求3所述的临坡面岩体锚固设置方法,其特征在于:所述岩体高度0.5m≤h<0.75m时,预设一横排锚杆,计算所需一横排锚杆数量以及锚孔间距,具体为:
给定特定的杆体断面尺寸c,得到相应的容许锚固力Fm以及锚固长度lm;
计算岩体所需总锚固力F1,在距岩体上边缘0.25m,设一横排锚孔,与水平方向向下倾角
15-20°,根据抗倾覆稳定性按F1=M/z1,计算出单位长度岩体所需总锚固力F1,其中,z1为锚杆相对于旋转轴的力臂长度;
计算单根锚杆所能提供的锚固力F2,竖向裂隙外侧岩体内锚孔长度l1大于容许锚固体长度lm时,单根锚杆所能提供的锚固力F2取容许锚固力Fm,即F2=Fm;当竖向裂隙外侧岩体内锚孔长度l1小于容许锚固体长度lm时,单根锚杆所能提供的锚固力为F2=τcl1,其中,τ为杆体与高聚物锚固体之间的粘结强度;
计算单根锚杆所需提供的锚固力F3及锚孔水平间距;若F1/F2≤1.0,则沿水平方向单位长度内需设置1根锚杆,锚孔水平间距1.0m,单根锚杆所需提供的锚固力为F3=F1;若1.0
给定特定的杆体断面尺寸c,得到相应的容许锚固力Fm以及锚固长度lm;
计算岩体所需总锚固力F1,在距岩体上边缘0.25m,设定的锚杆排数k=1,与水平方向向下倾角15-20°,根据抗倾覆稳定性按F1=M/z1,计算出单位长度岩体所需总锚固力F1,其中,z1为第一排锚杆相对于旋转轴的力臂长度;
计算单根锚杆所能提供的锚固力F2,竖向裂隙外侧岩体内锚孔长度l1大于容许锚固体长度lm时,单根锚杆所能提供的锚固力F2取容许锚固力Fm,即F2=Fm;当竖向裂隙外侧岩体内锚孔长度l1小于容许锚固体长度lm时,单根锚杆所能提供的锚固力为F2=τcl1,其中,τ为杆体与高聚物锚固体之间的粘结强度;
计算单根锚杆所需提供的锚固力为F3及锚孔水平间距;若F1/F2≤1.0,则沿水平方向单位长度内需设置1根锚杆,锚孔水平间距1.0m,单根锚杆所需提供的锚固力为F3=F1;若1.0
(2)h-(k+1)˙0.25≥0.25时,采用0.25m的竖向间距在当前最底排锚孔下方增设1排锚孔,此时,k=k+1,通过抗倾覆稳定性
验算单根锚杆所需提供的锚固力F3,zi为第i排锚杆相对于倾覆旋转中心的力臂长度;
(21)若F3≤F2,单根锚杆所需提供的锚固力满足要求;
(22)若F3>F2,
(221)当h-(k+1)˙0.25<0.25时,增大锚杆杆体横断面尺寸,并得到相应的容许锚固力以及锚固长度;按照0.75m≤h情况下的计算步骤再次计算单根锚杆所能提供的锚固力F2,单根锚杆所需提供的锚固力F3及锚孔水平间距,直至增大的锚杆杆体横断面的尺寸满足F3≤F2,其中k为设计过程中当前设定的锚杆排数;
(222)当h-(k+1)˙0.25≥0.25时,返回步骤(2)继续计算,直至F3≤F2。
7.根据权利要求4-6任一所述的临坡面岩体锚固设置方法,其特征在于:所述锚杆杆体长度计算为:
根据l=l1+l2+b/cosα计算出锚杆总长度l,其中,l2为穿过竖向裂隙进入稳定岩体内所需的锚杆长度,l2=F3/τc;l1为竖向裂隙外侧岩体内锚杆长度,b/cosα为竖向裂隙段的锚杆长度;b为岩体内侧的竖向裂隙开度,α为锚杆倾角。
8.根据权利要求1-6任一所述的临坡面岩体锚固设置方法,其特征在于:所述岩体为白色砒砂岩;所述锚杆为中空杆体,杆体内注入高聚物,杆体与锚孔壁之间的锚固体为高聚物。
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