岩石锚杆加固原理与应用

本书介绍了目前地下开挖中应用最广泛的加固构件——锚杆的岩体加固理论和实践应用。本书首先介绍岩体加固的基本概念和原理、锚杆类型和锚杆加固的力学特性，分别介绍了机械锚杆、注浆锚杆、自钻式锚杆、锚索、摩擦锚杆和吸能屈服锚杆。然后介绍锚杆安装方法、锚杆加固方式、锚杆对位移和能量吸收能力的评估。在锚杆加固设计和锚杆加固质量控制章节介绍锚杆的失效机理、锚杆的选择依据，以及锚杆与其他支护构件的连接方式。最后介绍不同岩体条件下使用锚杆进行岩体加固的案例。本书可以作为采矿工程师和岩土工程师的工作参考书，也可以作为岩石力学研究工作者的学术参考书。

李春林(Charlie Chunlin Li)：毕业于中南矿冶学院(现中南大学）地质系探矿工程专业，获工学学士、硕士学位，获瑞典吕勒奥理工大学岩石力学副博士、博士学位。毕业后，在吕勒奥理工大学工作7年，担任采矿岩石力学研究工程师、副教授；在瑞典克里斯汀堡矿工作4年多，担任矿山岩石力学工程师；担任挪威科技大学泰米克创新公司技术总监4年。2004年受聘为挪威科技大学的岩石力学教授。 2015～2019年担任国际岩石力学与岩石工程学会欧洲区副主席。 在采矿和土木工程岩石力学和岩石控制方面有30多年的研究和实践经验。主要研究方向是岩石和岩体的稳定性、岩体加固和地下空间设计。发表了80多篇科技论文，对岩石和岩体破坏的力学特性有着深刻的认识。近20年来，李教授在岩体加固方面的研究，特别是在高地应力条件下的岩体加固理论和实践，引起了行业的广泛关注。对锚杆和其他类型岩体加固构件及其性能有着深刻的了解。在2006年发明了吸能D锚杆，该锚杆广泛应用于深部矿山和隧道的岩体加固，用来应对深地工程中遇到的岩爆和岩体挤压大变形。在岩体加固、地下空间稳定性及现场测量和数据解释方面具有丰富的实践经验，曾多次担任矿山、隧道和地下水电工程的科学技术顾问。

序
前言
第1章 引言
参考文献
第2章 典型锚杆
2.1 引言
2.2 机械锚杆
2.2.1 胀壳式锚杆
2.2.2 槽楔式锚杆
2.3 注浆锚杆
2.3.1 全长注浆钢筋锚杆
2.3.2 全长注浆螺纹钢锚杆
2.3.3 端部注浆锚杆
2.3.4 全长水泥注浆槽楔式锚杆
2.4 自钻式锚杆
2.5 锚索
2.6 摩擦锚杆
2.6.1 缝式锚杆
2.6.2 水胀式锚杆
2.7 组合式锚杆
2.8 吸能屈服锚杆
2.8.1 锥形锚杆
2.8.2 D锚杆
2.8.3 Garford锚杆
2.8.4 Yield-Lok锚杆
2.8.5 Durabar锚杆
2.8.6 Roofex锚杆
2.8.7 何氏锚杆
2.9 锚杆辅助件
2.9.1 托盘
2.9.2 螺母
2.9.3 球形座
参考文献
第3章 锚杆性能
3.1 室内试验方法
3.1.1 静载试验
3.1.2 动载试验
3.2 常规锚杆静载性能
3.2.1 轴向拉伸和横向剪切性能
3.2.2 拉剪性能
3.3 吸能锚杆性能
3.3.1 锥形锚杆
3.3.2 D锚杆
3.3.3 Garford锚杆
3.3.4 Yield-Lok锚杆
3.3.5 Durabar锚杆
3.3.6 Roofex锚杆
3.3.7 何氏锚杆
3.4 锚杆的现场观察
参考文献
第4章 锚杆加固力学
4.1 锚杆类型
4.2 锚杆承载模型
4.2.1 两点锚固锚杆的承载模型
4.2.2 全长黏结锚杆的承载模型
4.2.3 摩擦锚杆的承载模型
4.2.4 吸能锚杆的承载模型
4.3 锚杆与岩体的耦合
4.3.1 Lang氏物理模型
4.3.2 锚杆在岩体内的承载模式
4.3.3 全长黏结锚杆与岩体的耦合
4.3.4 D锚杆与岩体的耦合
4.3.5 水胀式锚杆与岩体的耦合
4.4 锚杆与其他加固构件的连接
4.5 岩体加固原理
4.5.1 围岩响应曲线和加固特征曲线
4.5.2 基于岩体破坏准则建立的围岩响应曲线
4.5.3 锚杆的加固特征曲线
参考文献
第5章 锚杆加固设计
5.1 岩体破坏模式
5.1.1 岩块掉落
5.1.2 软岩的剪切破坏
5.1.3 硬岩的张裂破坏
5.1.4 岩爆
5.2 地下加载条件及适用的锚杆类型
5.2.1 低地应力岩体
5.2.2 高地应力岩体
5.2.3 适用的锚杆类型
5.3 设计原则
5.3.1 自然承压拱概念
5.3.2 设计方法
5.3.3 锚杆长度和间距
5.3.4 加固安全系数
5.3.5 加固构件之间的匹配
5.4 锚杆加固类型
5.4.1 拱顶楔块加固
5.4.2 边墙楔块加固
5.4.3 锚杆成拱加固
5.4.4 锚杆约束加固
5.4.5 锚杆悬吊加固
5.4.6 锚杆穿层加固
5.4.7 大型地下硐室中的锚杆加固
5.4.8 超前支护
5.4.9 岩爆岩体的锚杆加固
参考文献
第6章 锚杆安装
6.1 引言
6.2 机械锚杆
6.3 缝式锚杆
6.4 水胀式锚杆
6.5 全长注浆钢筋锚杆
6.5.1 全长水泥注浆钢筋锚杆
6.5.2 全长树脂黏结钢筋锚杆
6.5.3 端部树脂黏结锚杆
6.6 CT锚杆
6.7 D锚杆
6.7.1 水泥注浆型
6.7.2 树脂黏结型
6.8 锥形锚杆
6.9 锚索
6.10 机械化锚杆安装
参考文献
第7章 锚杆加固质量控制
7.1 引言
7.2 拉拔试验
7.3 质量控制试验
7.3.1 锚杆杆体钢筋试验
7.3.2 螺母试验
7.3.3 托盘试验
7.3.4 注浆体强度试验
7.4 设计验证试验
7.4.1 载荷-位移特性试验
7.4.2 水泥浆黏度试验
7.4.3 界面黏结强度试验
7.4.4 钻孔检查
7.5 安装验证试验
参考文献
第8章 数值模拟
8.1 引言
8.2 锚杆的局部加固模型
8.2.1 力学模型
8.2.2 概念模型
8.3 锚杆的整体加固模型
8.4 锚杆加固的岩体概念模型
参考文献
第9章 锚杆加固案例
9.1 综述
9.2 案例1：岩爆矿山的动载岩体加固
9.3 案例2：岩爆矿山的静载岩体加固
9.4 案例3：基律纳矿山的岩体加固
9.4.1 地质及岩体条件
9.4.2 矿震活动
9.4.3 动载岩体加固系统
9.5 案例4：某地下铁矿山的岩体加固
9.5.1 静载岩体加固
9.5.2 动载岩体加固
9.6 案例5：科尔曼矿山的岩体加固
9.7 案例6：克赖顿深部矿山的岩体加固
9.7.1 常规加固方法
9.7.2 易发生岩爆岩体的动载加固方法
9.7.3 充填体下采场的加固
9.8 案例7：伽彭贝格矿山的岩体加固
9.9 案例8：克雷格矿山的岩体加固
9.10 案例9：幸运星期五矿山的岩体加固
9.11 案例10：澳大利亚某金属矿岩爆岩体加固系统的受损情况
9.12 案例11：澳大利亚某金属矿成功防范矿震破坏的岩体加固系统
9.13 案例12：某易发岩爆岩体中加固系统的受损情况
9.14 案例13：挤压大变形岩体中水电站地下硐室的岩体加固
9.15 案例14：大型地下体育馆的岩体加固
参考文献
附录
附录A 隧道质量指标Q中的参数
附录B 岩体质量评级系统（RMR）
参考文献
索引