第２２卷第４期
２００１年１２月
岩土
力学
Ｖｄ．２２Ｎｏ．４
ＲｏｃｋａｎｄＳｏｆｔＭｅｃｈａｎｉｃｓ
文章编号：１０００一７５９８一（２００１）０４—０４７０—０４
岩体与锚固体间粘结强度的确定
张发明“２，陈祖煜２，刘
宁１
（１河高大学土木工程学院，江苏南京２１００９８；２中国水利水电科学研究院．北京１０００４４）
搐要：在预应力锚索设计参数的确定中，岩体与锚固体间牯结强度的确定是其十分重要的环节。现有的确定方法大多基于经验与现场试验的结台，费时费工，故有必要根据已有的试验资料确定一种定量方法。通过对国内３０余例工程的统计分析表明．岩体与锚固体的粘结强度不仅与岩石单轴抗压强度有关，还与内锚固殷裂隙的分布与性质有关。通过室内外试验进一步建立了适台国内岩体质量指标确定的粘结强度经验公式与内锚段长度设计系数的图系．同时．也可为岩锚加固数值仿真提供经验判据。实例计算表明．所提供的确定方法与岩锚试验结果较为吻合。
关键词：粘结强度；内锚固段；设计系数；锚固；岩体基本质量指标中图分类号：ＴＶ
５５４．１３
文献标识码：Ａ
作者简介：张发明，男，１９６４年生，现为中国水利水电科学研究院博士后，主要从事边坡稳定分析及锚固理论研究。
Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｃｏｈｅｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｂｅｔｗｅｅｎｒｏｃｋｍａｓｓａｎｄａｎｃｈｏｒｓ
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ｍａｓｓ
１
引言
在地面与地下开挖工程中，预应力锚索通常是加
验公式；我国长江科学院韩军等Ｉ”提出了按岩石强度等级确定锚固体与岩体粘结强度的建议值等。上述诸多方法，为确定岩体与锚固体间的粘结强度提供了简便、快捷的设计途径，可以减少现场岩锚试验的数量，从而节约大量的工程投资。但是，上述方法也存在一些不足．如岩体中结构面的性质与发育程度对粘结强度的影响，内锚段灌浆作用对粘结强度的影响（本文称之为锚根效应）等均未考虑，故与实际工程需要相比尚有一定差异。本文从分析影响粘结强度的众多因素人手．提出了确定岩锚粘结强度的两种经验方法，井建立岩体质量与粘结强度的相关关系，期望对确定粘结强度的方法有所改进。
固不稳定岩土体的主要手段，国内外已有大量的工程经验。然而，在预应力锚索内锚固段长度设计时，工程没计人员通常从以下３个方面考虑：（１）预应力钢绞线是否从水泥浆或水泥砂浆中抽出；（２）钢绞线是否断裂；（３）内锚固体是否沿孔壁滑移。前两个方面，由于试验容易，费时较少，故对工程设计人员而言，关键是验算内锚段是否会从钻孔孔壁中抽出。目前，锚索的设计，通常需要进行现场试验，以确定岩体与内锚固段的粘结力从而设计锚固段长度，这就造成巨大的时间浪费与经济损失。因此，长期以来．对岩体与锚体间的粘结强度合理取值，国内外许多学者进行了一些相关研究。如英国小约翰根据某些代表性岩石抗压强度试验结果，提出了岩石与灌浆体粘结强度的设计值；Ｓｅｒｒａｎｏ
Ａ，０１ａｌｌａ
２综合因素法确定岩锚粘结强度
２．１影响岩锚粘结强度的因素
现场岩锚实施结果表明，影响粘结强度的因素主
收稿日期：２０００－１１—２０
Ｃ等【１２１根据Ｈｏｅｋ—Ｂｒｏｗｎ准则
推导了群锚破坏条件下的岩锚极限粘结强度ｃｕ－。的经
万方数据
辜４期
张发明等：岩体与锚固体间粘结强度的确定
４７１
要有以下几个方面。
（１）岩石强度岩石强度表明了岩石材料内部结晶强度与矿物的排列咬合程度．对粘结强度有极大的影响。通过现场岩锚试验和室内对比试验分析得知．坚硬、力学强度高的岩石如花岗岩等具有较高的粘结强度；而软弱、力学强度较低的岩石，在相同的胶结材料时具有较低的粘结强度。完整岩石干抗压强度与粘结强度的关系如图１所示，图中数据点可拟合成式（１）。
Ｃ≯０．７２２４１ｎＲ。一１．６１１２
（１）
式中
ｃ：为岩体与锚固体间的基本粘结强度（ＭＰａ）；
尺。为岩石单轴抗压强度（ＭＰａ）。
２５
２§
１５
≥
１
０５０
０
５０
１００
１５０
＾。／ＭＰ，
图１岩锚牯结强度与岩石单轴抗压强宦相关曲线
Ｆｉｇ．１
Ｋｅｈｔｉｖｅ
ｃ㈣ｅ
ｂｅｔｗｅｅｎｃ１ａｎｄＲ。
（２）裂隙的分布与性质岩体与锚固体间的粘结强度与岩体中分布的结构面性质有关。为了解结构面的分布与性质对粘结强度的影响，笔者在试验室设置了不同结构面数量的３０组岩块，在其中先钻一孔．而后注入锚杆进行拉拔试验。根据结构面的几何特征，得到粘结力与结构面性质的相关关系，其相关性分析表明，结构面的发育程度、结合程度对粘结强度的影响尤其显著。若结构面的发育程度以结构面间距衡量，结合程度以结构面的张开度、填充物来表示，则对于厚层砂岩岩块试件，不同裂隙性质对粘结强度的影响如表１，２所示。
（３）浆体强度特性目前，工程上用于岩锚的注浆材料主要为纯水泥浆与水泥砂浆两种类型，表３为长江科学院研究的花岗岩岩体在不同注浆材料时，注浆体与岩体间的粘结强度。从表中可以得知，水泥砂浆与岩体间的粘结强度比纯水泥浆与岩体的粘结强度略高。因此，在确定粘结强度时尚应考虑选择何种
表１裂隙间距对粘结强度的影响系数蜀
Ｔ姒ｃ
１
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方数据表２裂隙张开度与充填物对粘结强度的影响系数Ｅ
Ｔａｂｌｅ２
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｏｐｅｒｍｉ“ｇｄｅｇｒｅｅ
ｏｆｆｉｓｓｕｒｅ
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表３不同注浆材料与粘结强度对照表
Ｔａｂｌｅ３
Ｄｉｆｆｅｒｃｎｔａｎｃｈｏｎｇｅ
ｍｄ
ｃｏｈｅｓｉｖｅ
５口础
ｇ∞ｕｄＩ培ｍａｔｅｄａｈ
注浆材料。建议采用水灰比为ｏ．３５时的水泥砂浆作为
注浆材料。以达到最大粘结强度。
（４）施工质量内锚固段的施工主要包括钻孔、洗孔、注浆程序及注浆压力的确定等，其施工质量对岩体、锚固体的粘结强度也有一定的影响。对工程规模巨大，要求较高的大吨位预应力锚索，一般要求钻孔后用高压风进行吹渣，然后用清水洗孔。当岩体较破碎时，压力注浆可以提高岩体的整体性及粘结强度。但迄今为止，还没有相关的锚索质量无损检测设备．对施工质量也未有较好的检测方法．故本文建议，在确定粘结强度时，考虑施工质量对粘结强度的影响不妨取～折减系数凡，凡可根据岩体质量、施工单位的信誉综合确定。
２．２综合因素法确定岩锚粘结强度
由上分析可知，岩体与锚固体间的粘结强度不仅与完整岩石的抗压强度有关，同时岩体中结构面间距、张开度及填充物、浆体性质与施工质量对强度均有一定的影响．从而可以建立相互间的相关关系，综合以上４个方面的因素，确定粘结强度的公式可表示为
ｃ２＝ｃ：置，恐见
（２）
式中
ｃ２为岩体与锚固体间粘结强度标准值（ＭＰａ）；
噩，如为考虑结构面张开度、填充物对粘结强度的系数；Ｃ，由式（１）确定；只，为施工质量修正系数，该式假定注浆材料为水泥砂浆。
岩土３基本质量指标法确定岩锚粘结强度
岩锚粘结强度的大小与岩体的基本质量存在相关关系，质量好的岩体对应的岩体与锚固注浆材料间的粘结强度高。由于岩体基本质量已经考虑了岩石的坚硬程度与完整性．而且是我国实施岩体质量分级的国家标准，执行该标准有一定的可行性。本文通过对葛洲坝、小浪底、李家峡等３０余例锚固工程内锚固段岩体结构的分析，在评价岩石强度与结构面分布的基础上，得到岩体的基本质量指标ＢＱ值，并与拉拔试验得到的粘结强度进行相关性分析，最后得到岩体基本质量指标ＢＱ与岩锚极限粘结强度的经验公式式（３）及对应的相关曲线（图２）。
ｃ２。＝【１５５３ｌ以Ｑ一８．１６６
２
１
（３）
式中
ｃ：。。为岩体与锚固体间极限粘结强度（ＭＰａ）；
ＢＱ为岩体基本质量指标，其值为曰Ｑ＝９０＋３Ｒ。＋２５０丘；Ｒ。为岩石单轴抗压强度；Ｂ为完整性系数，可参照文献［４】确定。
零
警
叮。５
０
４００
ＢＱ
图２
ｑｌＩｌ与丑口相关关系曲线
ｒ－诹．２
Ｒｃｌａ６ｖｃⅢｃ
ｂｅｔｗｅｅｎ
ｑ“ａｎｄ加
４锚根效应对粘结强度的修正
现场及室内利用套钻法取得内锚固段周围岩体的岩芯，通过对其观察对比分析可知，高压注浆状态下（注浆压力＞０．５ＭＰａ），内锚固段岩体裂隙特征对锚固粘结力有一定的影响【ｓ】。对于无充填的张性结构面，在高压注浆条件下．浆液沿裂隙充填，形成锚根，该部分水泥砂浆提高了岩体与锚固体间的粘结力，其提高值理论上可由式（４）确定。
ｐ＝Ⅱ打上ｔ。
Ｆ
（４）
ｌ
４
１
式中Ｐ为仅考虑锚根效应的粘结力（Ｎ）；ｎ为张开度大于１ｍｍ且无充填的张性裂隙数量，可由钻孔裂隙统计得到；ｚ。为单条张裂隙的宽度（ｍｍ）；Ｔ为水泥砂浆或纯水泥浆的抗剪强度（Ｐａ）．ｄ为锚索孔的直径
（・ｍ）。由式（４）可以得到考虑锚根效应的粘结强度为
ｅ＝Ｃ，＋（下／Ｌ）上ｔ．
（５）
万
方数据力学
２００１年
式中
ｃｉ为考虑锚根效应的粘结强度设计值；Ｌ为内
锚固段长度（ｍ），其他符号同上。
在实际工程设计中．可将锚根效应作为安全储备项而不计人设计参数中。
５内锚段长度设计系数‰
预应力锚索的设计主要包括锚固荷载大小、锚孔直径及内锚固段长度等。在确定上述３个参数中，最为主要的是确定粘结强度。通过众多算例的比较，锚固荷载与锚孔直径具有依附关系，而内锚固段长度设计以粘结强度为基础，因此，本文建立了基于岩体基本质量指标Ｂ０法确定内锚固段长度设计系数凰图（图３），设计人员仅需根据锚孔孔径，从图中查得‰值，便可由式（６）确定内锚固段长度Ｌ。
Ｌ＝‰ＫＰ
（６）
式中凰为内锚固段长度设计系数（ｍｍ／ｋＮ）；ｘ为
锚索设计所采用的安全储备．根据工程等级、荷载大小及锚根效应确定；Ｊｐ为设计单束锚索承载力（ｋＮ）。
啡州
；
哪、曼
毗
话
洲
。
４００
占口
图３内锚段长度设计系数岛曲线
Ｒｇ３
Ｄ随印ｃｏｃ伍ｄ锄。ｆ
ｆｉｘｅｄ
ｐｍｌｅｚ堪ｈ
６工程实例分析
三峡永久船闸高边坡岩体主要由坚硬完整的闪云斜长花岗岩组成，岩体风化层平均厚度约３０ｍ。船闸区断裂构造发育，根据走向可分为ＮＮｗ，ＮＮＥ，
ＮＥ—ＮＥＥ及ＮＷＷ向４组。根据长江水利委员会三
峡勘察院历年勘察资料及有关文献ｍ・７１分析表明，三峡永久船闸区岩体物理力学性质及相应的ＲＭＲ，Ｈｏｅｋ—Ｂｒｏｗｎ经验法则的Ｍ，Ｓ及岩体基本质量ＢＱ如表４所示。
由于边坡中存在定位与不定位的不稳定块体，设计采用２４５０余束锚索加固高边坡，井进行了大量的现场岩锚试验，得到了锚固体与岩体粘结强度标准值为１．８５～２．１２ＭＰａ。根据本文提出的两种方法对其进
幕４期
张发明等：岩体与锚固体闻粘结强宦的确定
表４三峡工程岩体物理力学指标
Ｔａｂｌｅ４
Ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄ
ｍｅｃｈ皿ｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓ
ｏｆ
１’毗ｃ
Ｇｏｆｇｅ
Ｐ叫ｅｃｔｒｏｃＬⅡｌ瞄
芒：击中ＲＭＲ为Ｂｉｅｎｉａｗｓｋｉ岩石质量分类指标；Ｍ，Ｓ为Ｈ。吐Ｂｒｏｗｎ准则口与岢佳特性有关的材料系数；日Ｑ为岩体基本质量指标。
行计算，按综合因素法求得Ｇ＝２
１６
ＭＰａ；按岩体基
本质量指标日０计算的粘结强度为Ｃ２＝１８９ＭＰａ。后者与试验结果基本吻合。由于综合因素法没有考虑施工的影响，计算值比试验值略大。因此，在实际应用中，可将两者分别计算，最后视工程重要程度与安全系数的大小，或取两者之平均值，或取两者之小值作为工程设计依据。
７结语
通过室内外岩锚试验．对影响岩体与锚固体牯结强度的因素进行了分析，提出了确定粘结强度的综合因素法和按岩体基本质量指标ＢＱ确定粘结强度的两
上接第４６９页
４结论
（１）结构性对琼外『海峡南北港软土的压缩特性有明显的影响：结构破坏前，压缩性小、固结系数高；结构破坏后，压缩性大，固结系数低。南北两港的结构性差异较大，北港软土结构性强于南港软土。
（２）取样扰动会破坏天然软土的结构性．质量差的土样使得以。降低、平缓段压缩性增大、固结系数减小，试验结果严重失真。本次研究由于严格按照规范进行取样，所得结果较好地反映了琼外ｌ海峡软土结构性的影响。
（３）琼州海峡南北港防波堤爆破挤淤施工出现的ｔ司题．归根到底是软土惯用的工程分类没有考虑结构性的影响，所造成的，因此在工程中应重视土的结梅性，并根据具体情况采用合理的对策。
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岩体与锚固体间粘结强度的确定
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本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_ytlx200104025.aspx
第２２卷第４期
２００１年１２月
岩土
力学
Ｖｄ．２２Ｎｏ．４
ＲｏｃｋａｎｄＳｏｆｔＭｅｃｈａｎｉｃｓ
文章编号：１０００一７５９８一（２００１）０４—０４７０—０４
岩体与锚固体间粘结强度的确定
张发明“２，陈祖煜２，刘
宁１
（１河高大学土木工程学院，江苏南京２１００９８；２中国水利水电科学研究院．北京１０００４４）
搐要：在预应力锚索设计参数的确定中，岩体与锚固体间牯结强度的确定是其十分重要的环节。现有的确定方法大多基于经验与现场试验的结台，费时费工，故有必要根据已有的试验资料确定一种定量方法。通过对国内３０余例工程的统计分析表明．岩体与锚固体的粘结强度不仅与岩石单轴抗压强度有关，还与内锚固殷裂隙的分布与性质有关。通过室内外试验进一步建立了适台国内岩体质量指标确定的粘结强度经验公式与内锚段长度设计系数的图系．同时．也可为岩锚加固数值仿真提供经验判据。实例计算表明．所提供的确定方法与岩锚试验结果较为吻合。
关键词：粘结强度；内锚固段；设计系数；锚固；岩体基本质量指标中图分类号：ＴＶ
５５４．１３
文献标识码：Ａ
作者简介：张发明，男，１９６４年生，现为中国水利水电科学研究院博士后，主要从事边坡稳定分析及锚固理论研究。
Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｃｏｈｅｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｂｅｔｗｅｅｎｒｏｃｋｍａｓｓａｎｄａｎｃｈｏｒｓ
ＺＨＡＮＧＦａ－ｍｉｎ９１一，ＣＨＥＮＺｕ—ｙｕ２．ＬＩＵＮｉｎ９１
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ｍａｓｓ
１
引言
在地面与地下开挖工程中，预应力锚索通常是加
验公式；我国长江科学院韩军等Ｉ”提出了按岩石强度等级确定锚固体与岩体粘结强度的建议值等。上述诸多方法，为确定岩体与锚固体间的粘结强度提供了简便、快捷的设计途径，可以减少现场岩锚试验的数量，从而节约大量的工程投资。但是，上述方法也存在一些不足．如岩体中结构面的性质与发育程度对粘结强度的影响，内锚段灌浆作用对粘结强度的影响（本文称之为锚根效应）等均未考虑，故与实际工程需要相比尚有一定差异。本文从分析影响粘结强度的众多因素人手．提出了确定岩锚粘结强度的两种经验方法，井建立岩体质量与粘结强度的相关关系，期望对确定粘结强度的方法有所改进。
固不稳定岩土体的主要手段，国内外已有大量的工程经验。然而，在预应力锚索内锚固段长度设计时，工程没计人员通常从以下３个方面考虑：（１）预应力钢绞线是否从水泥浆或水泥砂浆中抽出；（２）钢绞线是否断裂；（３）内锚固体是否沿孔壁滑移。前两个方面，由于试验容易，费时较少，故对工程设计人员而言，关键是验算内锚段是否会从钻孔孔壁中抽出。目前，锚索的设计，通常需要进行现场试验，以确定岩体与内锚固段的粘结力从而设计锚固段长度，这就造成巨大的时间浪费与经济损失。因此，长期以来．对岩体与锚体间的粘结强度合理取值，国内外许多学者进行了一些相关研究。如英国小约翰根据某些代表性岩石抗压强度试验结果，提出了岩石与灌浆体粘结强度的设计值；Ｓｅｒｒａｎｏ
Ａ，０１ａｌｌａ
２综合因素法确定岩锚粘结强度
２．１影响岩锚粘结强度的因素
现场岩锚实施结果表明，影响粘结强度的因素主
收稿日期：２０００－１１—２０
Ｃ等【１２１根据Ｈｏｅｋ—Ｂｒｏｗｎ准则
推导了群锚破坏条件下的岩锚极限粘结强度ｃｕ－。的经
万方数据
辜４期
张发明等：岩体与锚固体间粘结强度的确定
４７１
要有以下几个方面。
（１）岩石强度岩石强度表明了岩石材料内部结晶强度与矿物的排列咬合程度．对粘结强度有极大的影响。通过现场岩锚试验和室内对比试验分析得知．坚硬、力学强度高的岩石如花岗岩等具有较高的粘结强度；而软弱、力学强度较低的岩石，在相同的胶结材料时具有较低的粘结强度。完整岩石干抗压强度与粘结强度的关系如图１所示，图中数据点可拟合成式（１）。
Ｃ≯０．７２２４１ｎＲ。一１．６１１２
（１）
式中
ｃ：为岩体与锚固体间的基本粘结强度（ＭＰａ）；
尺。为岩石单轴抗压强度（ＭＰａ）。
２５
２§
１５
≥
１
０５０
０
５０
１００
１５０
＾。／ＭＰ，
图１岩锚牯结强度与岩石单轴抗压强宦相关曲线
Ｆｉｇ．１
Ｋｅｈｔｉｖｅ
ｃ㈣ｅ
ｂｅｔｗｅｅｎｃ１ａｎｄＲ。
（２）裂隙的分布与性质岩体与锚固体间的粘结强度与岩体中分布的结构面性质有关。为了解结构面的分布与性质对粘结强度的影响，笔者在试验室设置了不同结构面数量的３０组岩块，在其中先钻一孔．而后注入锚杆进行拉拔试验。根据结构面的几何特征，得到粘结力与结构面性质的相关关系，其相关性分析表明，结构面的发育程度、结合程度对粘结强度的影响尤其显著。若结构面的发育程度以结构面间距衡量，结合程度以结构面的张开度、填充物来表示，则对于厚层砂岩岩块试件，不同裂隙性质对粘结强度的影响如表１，２所示。
（３）浆体强度特性目前，工程上用于岩锚的注浆材料主要为纯水泥浆与水泥砂浆两种类型，表３为长江科学院研究的花岗岩岩体在不同注浆材料时，注浆体与岩体间的粘结强度。从表中可以得知，水泥砂浆与岩体间的粘结强度比纯水泥浆与岩体的粘结强度略高。因此，在确定粘结强度时尚应考虑选择何种
表１裂隙间距对粘结强度的影响系数蜀
Ｔ姒ｃ
１
Ｆ“：ｔｏｒｓｏｆ
６Ⅻ吨ｉｎ“ｅｃｊｎｇ
ｏｎ
ｃｏｈｅｔｌｖｅ
ＩｎＴｌｇ击ｆ
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方数据表２裂隙张开度与充填物对粘结强度的影响系数Ｅ
Ｔａｂｌｅ２
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｏｐｅｒｍｉ“ｇｄｅｇｒｅｅ
ｏｆｆｉｓｓｕｒｅ
ａｎｄ棚ｉｎｇ∞ｂｏｕｎｄｓ廿ｅ“ｇ山，Ｅ
表３不同注浆材料与粘结强度对照表
Ｔａｂｌｅ３
Ｄｉｆｆｅｒｃｎｔａｎｃｈｏｎｇｅ
ｍｄ
ｃｏｈｅｓｉｖｅ
５口础
ｇ∞ｕｄＩ培ｍａｔｅｄａｈ
注浆材料。建议采用水灰比为ｏ．３５时的水泥砂浆作为
注浆材料。以达到最大粘结强度。
（４）施工质量内锚固段的施工主要包括钻孔、洗孔、注浆程序及注浆压力的确定等，其施工质量对岩体、锚固体的粘结强度也有一定的影响。对工程规模巨大，要求较高的大吨位预应力锚索，一般要求钻孔后用高压风进行吹渣，然后用清水洗孔。当岩体较破碎时，压力注浆可以提高岩体的整体性及粘结强度。但迄今为止，还没有相关的锚索质量无损检测设备．对施工质量也未有较好的检测方法．故本文建议，在确定粘结强度时，考虑施工质量对粘结强度的影响不妨取～折减系数凡，凡可根据岩体质量、施工单位的信誉综合确定。
２．２综合因素法确定岩锚粘结强度
由上分析可知，岩体与锚固体间的粘结强度不仅与完整岩石的抗压强度有关，同时岩体中结构面间距、张开度及填充物、浆体性质与施工质量对强度均有一定的影响．从而可以建立相互间的相关关系，综合以上４个方面的因素，确定粘结强度的公式可表示为
ｃ２＝ｃ：置，恐见
（２）
式中
ｃ２为岩体与锚固体间粘结强度标准值（ＭＰａ）；
噩，如为考虑结构面张开度、填充物对粘结强度的系数；Ｃ，由式（１）确定；只，为施工质量修正系数，该式假定注浆材料为水泥砂浆。
岩土３基本质量指标法确定岩锚粘结强度
岩锚粘结强度的大小与岩体的基本质量存在相关关系，质量好的岩体对应的岩体与锚固注浆材料间的粘结强度高。由于岩体基本质量已经考虑了岩石的坚硬程度与完整性．而且是我国实施岩体质量分级的国家标准，执行该标准有一定的可行性。本文通过对葛洲坝、小浪底、李家峡等３０余例锚固工程内锚固段岩体结构的分析，在评价岩石强度与结构面分布的基础上，得到岩体的基本质量指标ＢＱ值，并与拉拔试验得到的粘结强度进行相关性分析，最后得到岩体基本质量指标ＢＱ与岩锚极限粘结强度的经验公式式（３）及对应的相关曲线（图２）。
ｃ２。＝【１５５３ｌ以Ｑ一８．１６６
２
１
（３）
式中
ｃ：。。为岩体与锚固体间极限粘结强度（ＭＰａ）；
ＢＱ为岩体基本质量指标，其值为曰Ｑ＝９０＋３Ｒ。＋２５０丘；Ｒ。为岩石单轴抗压强度；Ｂ为完整性系数，可参照文献［４】确定。
零
警
叮。５
０
４００
ＢＱ
图２
ｑｌＩｌ与丑口相关关系曲线
ｒ－诹．２
Ｒｃｌａ６ｖｃⅢｃ
ｂｅｔｗｅｅｎ
ｑ“ａｎｄ加
４锚根效应对粘结强度的修正
现场及室内利用套钻法取得内锚固段周围岩体的岩芯，通过对其观察对比分析可知，高压注浆状态下（注浆压力＞０．５ＭＰａ），内锚固段岩体裂隙特征对锚固粘结力有一定的影响【ｓ】。对于无充填的张性结构面，在高压注浆条件下．浆液沿裂隙充填，形成锚根，该部分水泥砂浆提高了岩体与锚固体间的粘结力，其提高值理论上可由式（４）确定。
ｐ＝Ⅱ打上ｔ。
Ｆ
（４）
ｌ
４
１
式中Ｐ为仅考虑锚根效应的粘结力（Ｎ）；ｎ为张开度大于１ｍｍ且无充填的张性裂隙数量，可由钻孔裂隙统计得到；ｚ。为单条张裂隙的宽度（ｍｍ）；Ｔ为水泥砂浆或纯水泥浆的抗剪强度（Ｐａ）．ｄ为锚索孔的直径
（・ｍ）。由式（４）可以得到考虑锚根效应的粘结强度为
ｅ＝Ｃ，＋（下／Ｌ）上ｔ．
（５）
万
方数据力学
２００１年
式中
ｃｉ为考虑锚根效应的粘结强度设计值；Ｌ为内
锚固段长度（ｍ），其他符号同上。
在实际工程设计中．可将锚根效应作为安全储备项而不计人设计参数中。
５内锚段长度设计系数‰
预应力锚索的设计主要包括锚固荷载大小、锚孔直径及内锚固段长度等。在确定上述３个参数中，最为主要的是确定粘结强度。通过众多算例的比较，锚固荷载与锚孔直径具有依附关系，而内锚固段长度设计以粘结强度为基础，因此，本文建立了基于岩体基本质量指标Ｂ０法确定内锚固段长度设计系数凰图（图３），设计人员仅需根据锚孔孔径，从图中查得‰值，便可由式（６）确定内锚固段长度Ｌ。
Ｌ＝‰ＫＰ
（６）
式中凰为内锚固段长度设计系数（ｍｍ／ｋＮ）；ｘ为
锚索设计所采用的安全储备．根据工程等级、荷载大小及锚根效应确定；Ｊｐ为设计单束锚索承载力（ｋＮ）。
啡州
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哪、曼
毗
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洲
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４００
占口
图３内锚段长度设计系数岛曲线
Ｒｇ３
Ｄ随印ｃｏｃ伍ｄ锄。ｆ
ｆｉｘｅｄ
ｐｍｌｅｚ堪ｈ
６工程实例分析
三峡永久船闸高边坡岩体主要由坚硬完整的闪云斜长花岗岩组成，岩体风化层平均厚度约３０ｍ。船闸区断裂构造发育，根据走向可分为ＮＮｗ，ＮＮＥ，
ＮＥ—ＮＥＥ及ＮＷＷ向４组。根据长江水利委员会三
峡勘察院历年勘察资料及有关文献ｍ・７１分析表明，三峡永久船闸区岩体物理力学性质及相应的ＲＭＲ，Ｈｏｅｋ—Ｂｒｏｗｎ经验法则的Ｍ，Ｓ及岩体基本质量ＢＱ如表４所示。
由于边坡中存在定位与不定位的不稳定块体，设计采用２４５０余束锚索加固高边坡，井进行了大量的现场岩锚试验，得到了锚固体与岩体粘结强度标准值为１．８５～２．１２ＭＰａ。根据本文提出的两种方法对其进
幕４期
张发明等：岩体与锚固体闻粘结强宦的确定
表４三峡工程岩体物理力学指标
Ｔａｂｌｅ４
Ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄ
ｍｅｃｈ皿ｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓ
ｏｆ
１’毗ｃ
Ｇｏｆｇｅ
Ｐ叫ｅｃｔｒｏｃＬⅡｌ瞄
芒：击中ＲＭＲ为Ｂｉｅｎｉａｗｓｋｉ岩石质量分类指标；Ｍ，Ｓ为Ｈ。吐Ｂｒｏｗｎ准则口与岢佳特性有关的材料系数；日Ｑ为岩体基本质量指标。
行计算，按综合因素法求得Ｇ＝２
１６
ＭＰａ；按岩体基
本质量指标日０计算的粘结强度为Ｃ２＝１８９ＭＰａ。后者与试验结果基本吻合。由于综合因素法没有考虑施工的影响，计算值比试验值略大。因此，在实际应用中，可将两者分别计算，最后视工程重要程度与安全系数的大小，或取两者之平均值，或取两者之小值作为工程设计依据。
７结语
通过室内外岩锚试验．对影响岩体与锚固体牯结强度的因素进行了分析，提出了确定粘结强度的综合因素法和按岩体基本质量指标ＢＱ确定粘结强度的两
上接第４６９页
４结论
（１）结构性对琼外『海峡南北港软土的压缩特性有明显的影响：结构破坏前，压缩性小、固结系数高；结构破坏后，压缩性大，固结系数低。南北两港的结构性差异较大，北港软土结构性强于南港软土。
（２）取样扰动会破坏天然软土的结构性．质量差的土样使得以。降低、平缓段压缩性增大、固结系数减小，试验结果严重失真。本次研究由于严格按照规范进行取样，所得结果较好地反映了琼外ｌ海峡软土结构性的影响。
（３）琼州海峡南北港防波堤爆破挤淤施工出现的ｔ司题．归根到底是软土惯用的工程分类没有考虑结构性的影响，所造成的，因此在工程中应重视土的结梅性，并根据具体情况采用合理的对策。
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岩体与锚固体间粘结强度的确定
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5. 尤春安. 战玉宝. YOU Chun'an. ZHAN Yubao 预应力锚索锚固段界面滑移的细观力学分析[期刊论文]-岩石力学与工程学报2009,28(10)
6. 弥宏亮. 陈祖煜. 张发明. 杜景灿 边坡稳定三维极限分析方法及工程应用[期刊论文]-岩土力学2002,23(5)7. 战玉宝. 毕宣可. 尤春安. 芦兴利. 孙锋 锚固体应力分布规律的数值模拟分析[会议论文]-2007
8. 张发明. 刘宁. 陈祖煜. 赵维炳 影响大吨位预应力长锚索锚固力损失的因素分析[期刊论文]-岩土力学2003,24(2)9. 尤春安. 高明. 张利民. 战玉宝. 王金辉 锚固体应力分布的试验研究[期刊论文]-岩土力学2004,25(z1)10. 蒋云海 格构式土钉挡墙[期刊论文]-岩土工程界2001(5)
引证文献(25条)
1. 张向阳. 顾金才. 沈俊. 陈安敏 全长黏结式锚索对软岩洞室的加固效应研究[期刊论文]-岩土力学 2006(2)2. 谷拴成. 叶根飞. 陈弦 锚杆锚固段极限抗剪强度参数试验[期刊论文]-煤炭科学技术 2010(6)3. 鲍先凯. 李义 全长粘结式锚杆受力特性研究[期刊论文]-露天采矿技术 2010(4)
4. 彭世明. 赵明华 基于佐藤悟双折线模型的灌浆锚杆抗拔承载特性分析[期刊论文]-湘潭大学自然科学学报2009(1)
5. 姜金明. 左文贵 锚杆与钻孔的直径匹配对锚固强度的影响分析[期刊论文]-工程建设 2008(3)
6. 朱晗迓. 孙红月. 汪会帮. 陆锡铭. 尚岳全 边坡加固锚索预应力变化规律分析[期刊论文]-岩石力学与工程学报2004(16)
7. 毕继红. 田胜伟. 许平. 孟令倩 新型锚杆抗拔性能的有限元分析[期刊论文]-低温建筑技术 2012(1)8. 刘庆元 自锁型预应力锚索的应用[期刊论文]-铁道建筑 2011(8)
9. 汤斌. 龚艳霞. 肖玉成 某边坡工程预应力锚索试验研究[期刊论文]-土工基础 2010(3)
10. 曹虎斌 特厚煤层沿底全煤巷道锚杆支护技术可行性研究[期刊论文]-华北科技学院学报 2013(1)
11. 吴志刚. 方建生. 崔雍 根据灌浆体与围岩(土)体间峰值粘结强度进行预应力锚索设计的探讨[期刊论文]-岩土工程界 2006(7)
12. 周群华. 闫澍旺. 邓卫东. 孙立强 锚索测力计在预应力锚索加固挡墙监测中的应用[期刊论文]-公路交通科技2013(3)
13. 朱宝龙. 杨明. 胡厚田. 陈强 类土质边坡锚固特性的试验研究[期刊论文]-岩土力学 2004(12)14. 魏新江. 张世民. 危伟 全长粘结式锚杆抗拔力计算公式的探讨[期刊论文]-岩土工程学报 2006(7)
15. 黄静美. 许有飞. 何江达. 符文熹 压力分散型预应力锚索对边坡危岩体的加固效应分析[期刊论文]-公路交通技术 2006(4)
16. 薛亚东. 黄宏伟 锚索锚固力影响因素的试验分析研究[期刊论文]-岩土力学 2006(9)
17. 陈沅江. 尹进. 胡毅夫 软岩边坡锚索预应力定量损失规律研究[期刊论文]-岩石力学与工程学报 2013(8)18. 许有飞 压力（分散）型锚索锚固机理及工程应用研究[学位论文]硕士 200519. 何思明 预应力锚索作用机理研究[学位论文]博士 2004
20. 洪海春. 徐卫亚 地震作用下岩体锚固性能研究综述与展望[期刊论文]-金属矿山 2006(3)21. 周北 预应力锚索抗滑桩结构设计理论与应用研究[学位论文]硕士 200622. 罗居剑 胶结式预应力锚杆的传力机理及其设计原则的研究[学位论文]硕士 200523. 战玉宝 锚固体应力分布的试验及数值模拟研究[学位论文]硕士 200524. 危伟 全长粘结式锚杆传力模型及应用研究[学位论文]硕士 200625. 沈俊 预应力锚索加固机理与设计计算方法研究[学位论文]博士 2005
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