锚杆的力学作用主要有悬吊作用、组合梁作用、组合拱作用、减跨作用、加固作用.锚杆不但支护效果好，且用料省、施工简单、有利于机械化操作、施工速度快。但是锚杆不能封闭围岩，防止围岩风化；不能防止各锚杆之间裂隙岩石的剥落。我国20世纪50年代后期，我国锚杆支护技术的开始应用，当时有京西矿务局、河北龙烟铁矿、湖南湘潭锰矿等使用了楔缝式锚杆支护矿山巷道；60年代，除了矿山巷道之外，我国开始在铁道隧道、边坡工程、水库大坝、地下工程等大量地采用锚固技术，1964年安徽梅山水库采用了30m-47m的预应力锚索加固坝基，提高坝基抗滑稳定性；70年代开始在深基坑支挡工程中应用了土层锚杆，先后有北京国际信托大厦、王府井宾馆、京城大厦、上海太平洋饭店、上海展览中心、沈阳中山大厦等基坑工程采用了土层锚杆支护；1989年我国首台6000kN级预应力锚杆及张拉设备研制成功，并应用于丰满大坝加固工程，8000kN级预应力锚杆在石泉大坝加固工程应用成功；90年代，10000kN级预应力锚杆在龙羊峡水电工程中试验成功，并在多个工程中获得应用。

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　　摩擦型锚杆设计应遵守下列规定：缝管锚杆的管体材料宜用16锰或20锰硅钢壁厚为2。0~2.5mm；楔管锚杆的管体材料可用Q235钢，壁厚为2.75~3.25mm；缝管锚杆的外径为30~45mm，缝宽为13~18mm；楔管锚杆缝管段的外径为40~45mm，缝宽宜为10~18mm，圆管段内径不宜小于27mm；钻孔直径应小于摩擦型锚杆的外径.宜采用碟形托板材料为Q235钢，厚度不应小4mm，尺寸不应小于120mm*120mm；杆体极限抗拉力不宜小于120kN；挡环与管壁焊接处的抗脱力不应小于80kN；缝管锚杆的初锚固力不应小于25kN/m，当需要较高的初锚固力时，可采用带端头锚塞的缝管锚杆或楔管锚杆；水胀式锚杆材料宜选用直径为48mm，壁厚2mm的无缝钢管并加工成外径为29mm，前后端套管直径为35mm的杆体；水胀式锚杆的托板材料规格同摩擦型锚杆！

　　组合拱理论组合拱理论是由兰氏(TALang)和彭德(Pender)通过光弹试验提出来的。组合拱原理认为，在拱形巷道围岩的破裂区中，安装预应力锚杆时，在杆体两端将形成圆锥形分布的压应力，如果沿巷道周边布置的锚杆间距足够小，各个锚杆的压应力维体相互交错，这样使巷道周围的岩层形成一种连续的组合带(拱)！这个组合拱可承受上部岩石的径向载荷，如同碹体起到岩层补强的作用，承载外围的压力！组合拱理论的不足是缺乏对被加固岩体本身力学行为的进一步探讨，与实际情况有一定差距，在分析过程中没深入探索围岩—支护的相互作用。

　　端头锚固型锚杆设计应遵守下列规定：杆体材料宜用Ⅱ级钢筋杆体直径为16~32mm，树脂锚固剂的固化时间不应大于10min，快硬水泥的终凝时间不应大于12min，树脂锚杆锚头的锚固长度宜为200~250mm，快硬水泥卷锚杆锚头的锚固长度宜300~400mm，托板可用Q235钢厚度不宜小于6mm，尺寸不宜小于150mm*150mm，锚头的设计锚固力不应低于50kN，服务年限大于5年的工程应在杆体与孔壁间注满水泥砂浆。

　　组合梁理论认为巷道顶板中存在着若干分层的层状顶板，可看作是由巷道两帮作为支点的一种梁，这种岩梁支承其上部的岩层载荷!使用锚杆将各层“装订”成一个整体的组合梁，防止岩石沿层面滑动，避免各岩层出现离层现象.在上覆岩层荷载作用下，这种较厚的组合梁比单纯的迭加梁，其大弯曲应变和应力将大大减小，挠度亦减小!而且各层间摩擦阻力愈大，整体强度愈大，补果愈好！但是，这种理论在处理岩层沿巷道纵向有裂缝时梁的连续性问题和梁的抗弯强度问题时有一定的局限性.

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　　水平应力理论澳大利亚学者盖尔(WJGale)在20世纪90年代初提出了水平应力理论!该理论认为:矿井岩层的水平应力一般是垂直应力1.3～2!0倍。而且水平应力具有方向性，水平应力一般为小水平应力的1.5～2。5倍!巷道顶底板的稳定性主要受水平应力影响，且有三个特点:①与水平应力平行的巷道受水平应力影响小，顶底板稳定性好;②与水平应力呈锐角相交的巷道！其顶板变形破坏偏向巷道某一帮;③与大水平应力垂直的巷道，顶底板稳定性差.

　　[1]锚杆设计应根据隧洞围岩地质情况工程断面和使用条件等分别选用下列类型的锚杆：全长粘结型锚杆：普通水泥砂浆锚杆、早强水泥砂浆锚杆、树脂卷锚杆、水泥卷锚杆端头锚固型锚杆：机械锚固锚杆、树脂锚固锚杆快硬水泥、卷锚固锚杆摩擦型锚杆：缝管锚杆楔管锚杆水胀锚杆预应力锚杆自钻式锚杆锚杆支护是通过围岩内部的锚杆改变围岩本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而又稳定的岩石带，利用锚杆与围岩共同作用，达到维护巷道稳定的目的！