【摘要】针对隧道围岩锚固的机理和锚杆界面剪应力分布及传递规律展开试验研究。通过全长锚固砂浆锚杆的室内拉拔试验，测试了锚杆与砂浆界面之间轴向剪应力分布规律。实验结果表明，锚杆界面剪应力在轴向方向上分布不均匀，呈先增后减的趋势发展且最大值距离锚杆拉拔口距离很近。在荷载不太大的情况下，剪应力在孔口处为零，沿锚固段先是快速增大然后逐渐减小到零；随着荷载的增加，剪应力的峰值向深处移动，锚固段前端发生滑动，锚固段底部的剪应力仍为零；荷载进一步增加，滑动段变长，剪应力峰值继续向深处移动，锚固段底部剪应力不为零。
1概述
随着隧道施工技术的不断进步，隧道建设逐渐向长大深埋方向发展。与此同时也出现了一系列特殊的地质灾害使得锚杆灌浆料收缩开裂，界面剪应力产生突变的严重问题，严重影响隧道的稳定性。而锚杆界面剪应力分布及传递规律对围岩锚固具有重要的意义。岩土锚固是通过埋设在地层中的锚杆，将结构物与地层紧紧地联锁在一起，依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力或使地层自身得到加固，以保持结构物和岩土体的稳定。
本文针对隧道围岩锚固的机理和锚杆界面剪应力分布及传递规律，分别对锚固结构三个界面剪应力相互作用关系问题展开试验研究。在这里，第一界面是指锚杆杆体与注浆体之间的界面，第二界面是指注浆体与围岩孔壁之间的界面。
2试验方法
2.1锚杆的制作
为模拟实际隧道围岩施工工艺并测取二次灌浆第二界面表面以及围岩介质内部剪应力分布特性，试件制作采用了如下方法：
（1）制作锚杆。本实验强度要求较高，以精轧螺纹钢筋直接作为锚杆体在其表面设计位置粘贴应变片，以测取第一界面剪应变分布形态；
（2）Pvc管的化学成分稳定，与水、硅酸盐水泥互相惰性，互不反应。将锚杆置于模拟锚孔的PVC管中，并灌浆形成锚固体；
（3）待浆体养护成形后切除PVC管，在锚固体表面与第一界面测点相对应的位置粘贴应变法，以测取第二界面剪应变分布形态；
（4）将锚固体再次置入孔径更大的钢管中并浇筑水泥浆体以模拟围岩介质；并将其放入养护室，养护期以达到28d为准。
2.2围岩浆体
在锚杆的安装施工中，水泥浆的质量直接影响到锚杆的锚固性能和永久性。
试验试件在制备过程中采用都江堰拉法基水泥厂生产的42.5级硅酸盐水泥，密度为3.0g/cm3，其主要成分及基本性能。
水灰比选取认为0.45：1以上的注浆液，既保证了一定强度，也有利于浆体的流动性从而利于灌注。
3实验结果
通过实验结果表明，在荷载不太大的情况下，都是在孔口处剪应力为零，沿锚固段先是快速增大然后逐渐减小到零；随着荷载的增加，剪应力的峰值向深处移动，锚固段前端发生滑动，锚固段底部的剪应力仍为零；荷载进一步增加，滑动段变长，剪应力峰值继续向深处移动，锚固段底部剪应力不为零。长为一段浆体柱上，轴力分别为P1、P2（为d注浆体直径）。
4结语
本文建立的以试验数据为基础的第一界面、第二界面剪应力分布经验公式具有实际的参考意义。同时锚固类结构各个界面剪应力间存在显著相互作用关系。锚杆界面剪应力在轴向方向上分布不均匀，呈先增后减的趋势发展。最大值距离锚杆拉拔口距离很近。第一、第二界面剪应力发生沿杆体的衰减过程伴随有砂浆局部破坏转移、剪应力极限值点转移和零值点转移现象发生。
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