从表3可以看出,锚固叫间为1~5 d时,拉拔力随着锚固时间的增加而增大,但平均拉拔力只有17.3 kN;锚固时间为5~7 d时,平均拉拔力增加至94.4 kN,且7 d以后,拉拔力不再显著增加,表明要保持较大的拉拔力,锚固时间至少需要7 d。
锚固时间在7 d以内时拉拔力很小,分别为7kN、19 kN、26 kN,而般工程支护设计中,锚杆支护拉拔力要求不低于50 kN,因此,锚固时间较短时(小于7 d),锚固力不满足工程支护要求。但当锚固时间达到7 d及以上时,玻璃钢锚杆的平均拉拔力达到92 kN,变化较大,且7 d以后锚杆的拉拔力不再显著变化。分析其主要原因,是因为锚固时间过短,未达到水泥砂浆的初凝时间。水泥砂浆的初凝时间一般为7 d,当锚固未达到7 d时,水泥砂浆没有完全凝固,混凝土块也没有达到相应的锚固强度,导致水泥砂浆黏结力过小,锚固强度不足,拉拔力较小。因此,巷道支护时宜采用速凝水泥,缩短水泥砂浆的凝固时间,避免锚固系统在还未发挥其全部锚固效果时,锚杆由于锚固力过小而失效,发生冒顶、偏帮等安全事故。
2.3 锚固材料对锚固力的影响
试验选用水泥砂浆和树脂锚固剂作为锚固材料。试验方案和试验结果见表4。
锚固过程中,采用不同的锚固材料,锚固力大小也会相应地发生变化,目前锚固过程中一般较多采用锚固剂和水泥砂浆锚固。由表4可得,在锚固长度和锚固时间相同的条件下,采用水泥砂浆进行全长锚固时,玻璃钢锚杆的平均拉拔力为93.4 kN;采用锚固剂进行全长锚固时,玻璃钢锚杆的平均拉拔力为89.7 kN,表明采用水泥砂浆作为锚固材料时,其锚固力略大于锚固剂锚固时的锚固力。但是,水泥砂浆在实际巷道支护应用过程中,存在水泥、沙子等材料搬运困难、施工安装困难等问题,而采用锚固剂安装方便,而锚固剂安装过程中由于与锚杆之间、以及孔壁之间存在一定的间隙,不能充分发挥玻璃钢锚杆的抗拉拔力,其锚固面积较水泥砂浆小,锚固力也较小。因此,在选择何种锚固材料进行锚固时,应该充分考虑施工难易、锚固效果、经济成本等各种因素。
3 结 论
(1)玻璃钢锚杆的锚固力随着锚固长度增加而增大,全长锚固的锚固作用效果优于端头锚固,在围岩松软破碎地质条件复杂的支护环境下,宜选用锚固力较大的全长锚固进行支护。
(2)锚固时间刑玻璃钢锚杆锚固力的影响主要是影响水泥砂浆作为锚固材料时的凝固时间。在标准的锚固时间下,锚固时间对锚固力的大小影响不大。而当锚固时间过短时,未达到水泥砂浆的初凝时间,锚固强度不够,锚固力较小。因此,支护时需采用速凝水泥,缩短水泥砂浆的凝固时间。
(3)在选择何种锚固材料进行玻璃钢锚杆锚固时,应充分考虑施工难易、锚固效果、经济成本等各种因素,选择合适的锚固材料。