中空锚杆的组合梁理论

利用中空锚杆的拉力将层状岩层组合起来形成组合梁结构进行支护，这就是锚杆组合梁作用。组合梁作用的本质在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁的岩层挤紧，增大岩层间的摩擦力；同时，锚杆本身也提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动。中空锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，这时被锚固的岩层便可看成组合梁，全部锚固层能保持同步变形，顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。

中空锚杆的作用

对于中空锚杆本身来说，由于杆体长度方向的尺寸远大于其他两个方向的尺寸，所以力学上属于杆体。这种构件可以提供两方面的作用，一是抗拉，其次是抗剪作用。至于杆体的抗弯能力和抗压能力是非常小的，可以忽略不计。

对于常用直径20mm的中空锚杆，圆钢（Q235）、高强度螺纹钢（BHRB400）、超高强度螺纹钢（BHRB600）的拉断载荷分别为119.4KN、179.1KN、251.3KN，后两者分别是前者的1.5和2.1倍。根据材料力学，对于塑性材料，剪切强度一般是拉伸强度的0.6~0.8倍。对于常用直径20mm的锚杆杆体，圆钢（Q235）、高强度螺纹钢（BHRB400）、超高强度螺纹钢（BHRB600）的剪断载荷分别为83.6KN、125.3KN、175.9KN。

供氧对埋入地下的中空锚杆腐蚀有重要影响。金属被高浓度氧包围的地方变成阴极，而在低浓度包围的那部分就是阳极，这样就形成一个差动电池，其锈蚀速度取决于供氧量。金属埋入不同类型的土中，从透气层变到不透气地层，也可以大量产生这种电池。可以看出，引起中空锚杆腐蚀的主要原因是地层和地下水中的腐蚀介质作用，锚杆通过性状差异的地层、双金属作用以及地层中存在的杂散电流。

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