全长粘结锚杆是通过粘结材料在锚杆孔内和孔壁全长粘结。在岩体发生变形时,其变形应力通过岩体自身经粘结材料传递给锚杆体来承受,即锚杆体给岩体提供一个约束变形的力,使隧洞(或边坡)的围岩减小变形,使围岩的应力在锚杆的作用下达到新的平衡,保持新的稳定状态。全长粘结锚杆加固作用见图23。

图2-3　全长粘结锚杆加固作用示意图

1—锚杆孔；2—粘结材料；3—锚杆体
α—承力角；δ—锚杆提供的压缩应力；τ—粘结力

由图2-3可以看出,全长粘结锚杆对围岩的加固作用是明显的,加固范围的大小与α角有直接关系。α角的大小与围岩的内摩擦角有关,一般与围岩的内摩擦角相近似；另外与粘结材料与孔壁的粘结力有关。孔壁一般是比较粗糙的,所以一般粘结力是足够的。砂浆与岩石的最大粘结强度参见表2-7。再者是杆体与粘结材料之间的粘结力,一般锚杆多采用Ⅱ级钢筋,由于有螺纹存在应不按粘结力考虑,而应按砂浆的抗剪强度考虑。(www.daowen.com)

表2-7　砂浆与岩石的最大粘结强度(C)表

注 一般通过试验确定,在缺乏试验资料时,可参考使用,在计算时要除以安全系数1.5～2.0。

全长粘结锚杆的间距布置要适当,相邻的锚杆加固锥形受力区适当重叠,形成一定厚度的连续压缩带(承载拱)[见图2-1(c)],这个连续压缩带不仅能保持自身的稳定,而且能承受一定的压力,阻止上部的围岩松动和变形,保证隧洞的稳定和安全。这就是锚杆加固成拱作用。如多排锚杆共同作用就形成了承载拱壳。

由于全长粘结锚杆的作用非常明显,所以近年来地下工程及高边坡工程的系统支护基本上全部采用全长粘结锚杆。