2011年一级建造师铁路工程复习要点（20）

　　2.2锚喷支护能够使围岩的二次应力向有利的方向调整

　　围岩二次应力的特点是径向应力解除或减小，切向应力成倍增加而且增高的范围主要集中在洞室周边，成为洞室失稳破坏主要原因。因此，调整二次应力的关键，除增大径向抗力外，还在于缓和切向应力的集中程度。锚喷支护在这方面有着突出的优点，由于它能保持和提高围岩的二次强度，就限制和延缓了围岩的破坏过程，为二次应力的调整争取时间。锚喷支护能够利用自身的柔性来适应围岩的蠕变。在蠕变过程中，喷层又以越来越大的径向抗力和切向抗力来支护围岩，使变形速度进一步减慢，为充分利用围岩的塑性创造了条件。

　　围岩的塑性使应力不断地随时间进行调整，使二次应力的分布由过度集中向平缓转化。随着二次应力向深部调整转移，塑性区的范围不断增大，稳定洞室所需要的支护力相应降低，从而减轻锚喷支护的负担。

　　洞室开挖变形过程实质上是岩体内部能量进行释放再分配的过程。岩体的破坏是过度集中的能量急剧释放的一种形式。洞室开挖完后，部分弹性能迅速释放，剩余的能量集中于洞室周边围岩中。锚喷支护的作用是：利用它的及时性争取时间，利用它的柔性既提供一定的支护力，又使围岩在约束条件下缓慢变形，通过变形有节制地继续释放一部分能量，通过塑性将另一部分多余能量转移到深部岩体。能量的释放和转移过程就是二次应力的调整和重分布过程。

　　2.3锚喷支护具有良好的受力状态

　　锚喷支护的密贴性、柔性和可分性，大大改善了它本身的受力状态，这是模注式衬砌难以比拟的。

　　锚喷支护和围岩紧密连接，二者相互提供粘滞力，彼此制约，共同变形，支护有助于围岩的稳定，围岩改善了支护的受力状态。在围岩和支护共同工作中，柔性支护处于极有利的地位。一方面，柔性支护易于变形，作用其上的变形压力变小；另一方面，在相同的荷载作用下，柔性支护的内力总比刚性支护要小得多。因此，当锚喷支护和围岩共同承载时，支护设计柔性大些，可以更好地发挥围岩的支撑能力。

　　分层喷射或锚固对支护内力的益处，更是其它一般结构所不具备的。对一般结构来说，材料、形式、尺寸一定时，在外力作用下，会产生一定的内力（拉应力、压应力或剪应力），这就是所谓的单一应力状态。锚喷支护分层喷射或锚固，各工序有时间间隔，间隔期内围岩的变形压力都相应发展变化。在这种结构厚度和荷载大小都发生变化的情况下，喷层中的应力状态必然随时间而变化，形成了复合应力状态，从而提高了结构的支护能力。

　　在实践中，初喷层厚度掌握不好，有时会出现裂隙现象，这正是初喷层材料强度被充分利用的一种表现，如果及时进行补喷，喷层的应力状态得到调整，不仅可以阻止裂隙的发展，甚至可以使裂隙重新闭合。

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