·200· 北京科技大学学报 2003年第3期 是同一排相邻锚杆之间的相互影响更是不容忽 距较小时，拉拔锚杆③不仅对锚杆②产生被牵动 视，如果按照原来的设计荷载直接对锚杆进行张 卸载作用，周围土体的移动还波及到锚杆①，对 拉锁定，则不能保证张拉锁定值为设计的预应 其产生间接的影响（图3（©）).同样，由于锚喷层 力值.一次张拉相邻锚杆之间的相互影响见表1. 具有一定的弹性，在锚杆张拉过程中，必然会产 12实验结果数值模拟分析 生一定的变形，这样也将造成锚杆预应力的损 为了更好地分析上述实验结果，找到预应力 失，而且是锚杆间距越小影响越大，先张拉的比 损失的真正原因，采用目前国际上比较流行的岩 后张拉的影响要大 士工程软件一FLAC对这一试验进行数值模 是上上上上 拟.数值模拟计算取实际锚杆长度为12m,自由 ① 段和锚固段长度均为6m,围压100kN,其他力学 F(u) ② 参数根据现场地质勘察资料选取.数值模拟简图 见图2. ③ 图3显示的是锚杆按顺序①一②一③拉拔过 程中，周围土体位移矢量场与锚杆轴力分布.当 TT1TTT 20m 拉拔锚杆②时，锚杆①周围的土体被带动向外牵 图2数值模拟锚杆相互作用计算简图 移，势必造成锚杆①在锚固段的拉拔力下降，使 Fig.2 Numerical analog calculation sketch of the anchor 锚杆的预应力锚固作用降低（图3(b)).当锚杆间 reciprocity (a) Dhaplcemed recar (b) Vedr:1.54-2 配-2 Arial Force on gtructire Hus.Valee 1 (Cnble)-2765E+2 12Gk-2+H2 3(Gabie) -1.67L2 十Hg 4 (Gbk) -1,67死+e 图3锚杆簇拉拔过程中周围土体位移矢量场与锚杆 轴力分布（拉拔顺序：(a)①→；(b)②一；c③） Fig.3 Displacement vector fields and the anchor force distributing of the soil around the anchors during the 竹出 tension -150 2一次张拉后预应力随时间衰减 140 +13米5 6 随着时间的推移，锚杆的初始预应力总是会 120 有所降低，而其影响因素极其复杂，其中有锚杆 结构内部材质的原因，也有地层力学性质以及外 100 部影响因素的原因.选取了两个工作面一共6根 锚杆做长期监测试验，测得的锚杆预应力随时间 80 0361015202530 的变化曲线如图4所示.由监测数据可以看出： t/d (1)锚杆张拉锁定后6~7d内，预应力值损失较 图4一次张拉后锚杆预应力变化曲线 大，达到10%~20%（其预应力损失量占总损失量 Fig.4 Prestress curves of the anchors after the first tension 的85%左右)，20多天后趋于稳定. 复.尚存的预应力已经不能满足设计要求 (2)预应力值单纯性地衰减，并且不能自我恢 经过分析，认为导致预应力随时间的衰减最北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 是 同一 排 相 邻 锚 杆 之 间 的 相 互 影 响 更 是 不 容 忽 视 如果按 照 原来 的设计荷 载直 接对锚杆进行 张 拉 锁 定 ， 则 不 能 保 证 张 拉 锁 定 值 为 设计 的 预 应 力 值 一次 张拉相 邻锚杆之间 的相 互影 响 见表 实 验 结 果 数 值 模 拟 分 析 为 了更好 地 分析上 述 实验结果 ， 找 到 预 应 力 损失 的真正 原 因 ， 采用 目前 国际上 比较流行 的岩 土 工 程 软 件 － 对 这 一 试 验 进 行 数 值 模 拟 数值模拟 计算取 实 际锚杆 长 度 为 ， 自由 段 和 锚 固段 长 度 均 为 ， 围压 ， 其他力 学 参数根 据现场地质 勘察资料选 取 数值模 拟 简 图 见 图 图 显 示 的是锚杆按顺 序 ①一 ②一 ③拉 拔 过 程 中 ， 周 围土 体位移 矢 量 场 与锚杆 轴力 分布 当 拉拔锚杆②时 ， 锚杆①周 围 的土 体被 带 动 向外牵 移 ， 势 必 造 成锚杆①在锚 固段 的拉拔 力 下 降 ， 使 锚 杆 的预应 力 锚 固作用 降低 图 当锚 杆 间 距较小 时 ， 拉拔锚杆③不仅对锚杆②产 生 被 牵动 卸 载作 用 ， 周 围土 体 的移 动 还 波及 到锚杆① ， 对 其 产 生 间接 的影 响 图 同样 ， 由于锚 喷层 具 有 一 定 的 弹性 ， 在 锚杆 张 拉 过 程 中 ， 必 然 会产 生 一 定 的 变 形 ， 这 样 也 将造 成 锚 杆 预 应 力 的损 失 ， 而 且 是 锚 杆 间距 越 小 影 响越 大 ， 先 张 拉 的 比 后 张 拉 的影 响要 大 ① ② ③ 耳一 图 数值模 拟 锚杆相 互 作 用 计 算简 图 娜暇的 傀山， 阮 甲忱 坛了 二 别目艰 吐 能 · 帅 改 毗 俄 。口 肠 以“ 诩旧艰 一 一 彻即猫阶朴 棍雀翎舰 卜血山油伪肠即代阁洲叮 的 扣扣找 ， 加 闭妇“扫比 队户奋于护面 佃词 而概 如傲 叭 阮 相 奋 劫“ 一 之，瓜戒 奋之 山缺 一之” 龙砚 加 峋 俐 砚 呼叫卜司曰心目卜司卜月州备司卜司 护 沪 卜 沪 卜 卜 护 一 加 ， 一 闷卜闷卜 ‘ 十卜， 尸汾丫 泳洲 砂 沪 了 尹 洲 沪 了 丫 产 卜 日卜通奇闷日卜备哥闷卜合闷 一 一 一 几 万 了二 反二 ‘ 滋蕊欢乏三芬井岑井二二 二 罐籁袭象…共 二 绷勤帐好不幕纂军二二 、 、 、 “ 、 、 、 、 、 ‘ 、 洲 户 护 了 「 尸 尸 尸 产 产 ， 产 广 产 尸 尸 尹 产 产 产 ， 产 「 ， 军军〕协 毕洛乍丫丫丫飞〕 一 ” 二二牛 二二 二〕 二二二二二 一 铭 二石未阵林石书沐祥拢名汤 共认 一 卜 一 二二二二 ‘ ‘ “ “ 森 曰“ 谈‘ ‘ 斗州刊洲 心 闷碑宁寸，，，冲， 卜 一 “ ‘ ‘ 目么日‘ ‘ 厂 一 妇满月睡翻目‘ 妇居平妇汉礴寸小 ‘ 二 日计竹份伦介角结丝分州州份 一 、 、 二 ， ‘ 却 式浅撼哄娜脚补扮升一 一 井 二 涌赫翁豁级兰井 二 二二 日 州寸十 州冲钊中 价卜 斗于碗 ‘ ‘ 又 ’ “ 了 份创户竺生竺沈井士士士一 、 “ 卜 一 士士全全士全全 一 吻址 徽帅 肠 ，州时 二 幼沉 一此 拼拼一崔裕一升举补一一 一 竺 “ 、 、 ‘ 匕 ‘ 、 枯 公 “ 、 田 呼工呼十十小卜曰曰曰洲洲谈减城洲翔卜扣卜‘ 十峪碱叫神卜 ‘ 、 、 、 “ 工 墨笋…鑫 一 图 锚 杆簇 拉拔 过 程 中周 围土 体位 移 矢 场 与锚杆 轴 力 分布 拉 拔 顺 序 地〕一 下②一 知⑧ · ﹃︸一﹄︺﹄ ﹄︸﹃﹄ 口 一 闷卜 ’ 咭， 乏 触之 艺 运州 …写辈愁月 召、之叫 研 一 次 张 拉 后预 应 力 随 时 间衰 减 随着 时 间 的推移 ， 锚杆 的初 始 预应 力 总 是 会 有所降低 ， 而 其影 响 因素极 其 复杂 ， 其 中有 锚 杆 结构 内部材 质 的原 因 ， 也 有地层 力 学性 质 以及 外 部影 响 因素 的原 因 选 取 了 两 个工 作 面一 共 根 锚杆做长期 监测 试验 ， 测 得 的锚杆 预应 力 随时 间 的变化 曲线 如 图 所示 由监测 数据 可 以 看 出 锚杆张拉 锁 定后 一 内 ， 预应 力值损 失 较 大 ， 达 到 其预 应 力 损 失 量 占总 损 失 量 的 左右 ， 多 天 后 趋 于 稳 定 预应 力 值单 纯性 地 衰减 ， 并 且 不 能 自我 恢 图 一 次 张拉 后 锚杆预 应 力 变 化 曲线 复 尚存 的预 应 力 已 经 不 能 满 足设计要 求 经 过 分析 ， 认 为 导 致 预 应 力 随 时 间 的衰减 最