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掘进锚杆锚固长度计算公式在地下工程中，锚杆是一种常用的支护材料，它能够有效地加固岩体，防止岩体失稳和坍塌。
而锚杆的锚固长度则是决定其加固效果的重要参数之一。
因此，正确地计算锚杆的锚固长度对于地下工程的安全和稳定具有重要意义。
锚杆的锚固长度计算公式可以通过以下步骤进行推导和应用：1. 确定地下工程的设计要求和岩体的力学特性。
首先，需要根据地下工程的设计要求和岩体的力学特性确定锚杆的设计荷载和岩体的抗拔强度。
设计荷载可以根据工程的负荷情况和岩体的稳定性要求来确定，而岩体的抗拔强度则可以通过岩石力学试验来获取。
2. 计算锚杆的拉力。
根据锚杆的设计荷载和岩体的抗拔强度，可以计算出锚杆在工作状态下所受的拉力。
一般来说，锚杆的拉力可以通过以下公式进行计算：F = P / n。
其中，F为锚杆的拉力，P为设计荷载，n为锚杆的数量。
3. 确定锚杆的抗拔强度。
在计算锚杆的锚固长度之前，需要根据锚杆的材料和直径确定其抗拔强度。
一般来说，锚杆的抗拔强度可以通过以下公式进行计算：R = π d^2 σ / 4。
其中，R为锚杆的抗拔强度，d为锚杆的直径，σ为锚杆材料的抗拉强度。
4. 计算锚杆的锚固长度。
最后，根据锚杆的拉力和抗拔强度，可以通过以下公式计算锚杆的锚固长度：L = F / R。
其中，L为锚杆的锚固长度，F为锚杆的拉力，R为锚杆的抗拔强度。
通过以上步骤，可以得到锚杆的锚固长度计算公式，从而确定锚杆在地下工程中的实际应用长度。
在实际工程中，需要根据具体情况对计算结果进行合理调整，以确保地下工程的安全和稳定。
需要注意的是，锚杆的锚固长度计算公式是基于一定的假设和理论模型推导出来的，实际应用中还需要考虑诸多因素，如岩体的变异性、地下水的影响等。
因此，在进行锚杆的设计和施工时，需要充分考虑地下工程的实际情况，确保锚杆的锚固长度能够满足工程的安全要求。
总之，锚杆的锚固长度计算公式是地下工程中重要的计算工具，它能够帮助工程师合理设计和施工锚杆，确保地下工程的安全和稳定。
（二）锚杆（索）设计根据现场地质条件和地形特征，斜坡体由于受到先期构造作用和后期风化作用强烈影响，出露基岩破碎，裂隙发育，且距交通要道较近的特点，拟采用锚杆（索）对局部卸荷裂隙发育、稳定性较差的危岩体进行锚固，以达到加固坡面，抑制风化剥落、崩塌的发生。
通过现场调查及三维激光扫描数据分析，半壁山危岩体主要失稳模式为倾倒式和滑移式。
1.倾覆推力计算：推力计算：式中：k-后缘裂隙深度（m）。
取11.1m；hv-后缘裂隙充水高度（m）.取3.7m；H-后缘裂隙上端到未贯通段下端的垂直距离（m）. 取15m;a-危岩带重心到倾覆点的水平距离（m），取3.4m；b-后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间的水平距离（m），取6.8m;h0-危岩带重心到倾覆点的垂直距离（m），取7.2m;fk-危岩带抗拉强度标准值（kPa），根据岩石抗拉强度标准值乘以0.4折减系数确定暴雨工况下190kPa;θ-危岩带与基座接触面倾角（°），外倾时取正，内倾时取负值；β-后缘裂隙倾角（°）；K-安全系数取1.5；2.锚杆计算（1）锚杆轴向拉力设计值计算公式：,式中Nak -锚杆轴向拉力标准值（kN）；Na -锚杆轴向拉力设计值（kN）；Htk -锚杆所受水平拉力标准值（kN）；α-锚杆倾角（°），设计取值为15°；γa-荷载分项系数，可取1.30；(2) 锚杆钢筋截面图面积计算公式：锚杆截面积：As-锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积（m2）；ξ2-锚杆抗拉工作条件系数，永久性锚杆取0.69，临时性锚杆取0.92；γ0-边坡工程重要系数，取1.0；fy-钢筋或预应力钢绞线的抗拉强度标准值（kN），取300N/ mm；(3) 锚杆锚固体与地层的锚固长度计算公式：(4) 锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度计算公式：锚固段长度按上述两个公式计算，并取其中的较大值。
式中：la-锚杆锚固段长度（m）；frb-锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值（kPa）；fb-锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值（kPa）；D-锚杆锚固段的钻孔直径（m）；d-锚杆钢筋直径（m）；γ0-边坡工程重要系数，取1.0；ξ1-锚固体与地层粘结工作条件系数，对永久性锚杆取1.00，对临时性锚杆取1.33；ξ3-钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数，对永久性取0.60，对临时性取0.72；通过计算，得出：;或：;锚杆设计长度均为4m，采用Φ32螺纹钢筋作为锚筋，钻孔直径为110mm，全孔段M30水泥砂浆固结，共计132根；锚索设计长度为12m，采用4根φ15.20-1860钢绞线，钻孔直径110mm，M30水泥砂浆固结，锚固段长度不小于4m，共计30根。
锚杆、锚索参数计算过程一、锚杆支护参数计算1、锚杆长度计算：L=KH+L1+L2式中：L-锚杆长度； K-安全系数，一般取2；H-冒落拱高度，m;L1-锚杆锚入稳定岩层的厚度，取0.5m;L2-锚杆外露长度,一般取0.1m。
其中：H=B/2f=4.6/（2×4.0）=0.575B-巷道掘进跨度，取4.6m； f-普氏岩石坚固性系数，取4.0。
则：L=2×0.575+0.5+0.1=1.75m ，计算得数为1.75m，所以锚杆施工时的长度取整数值2m。
2、锚杆直径的确定：（1）（巷道断面按4.6m计算）根据材料力学计算锚杆直径为：D=√4.6P/πJb=√4.6×70×103/3.14×380=16.43mm式中：D-锚杆直径，mm； P-锚杆截面载荷，取70KN；Jb-螺纹钢锚杆屈服点，取380MPa。
通过计算得数为16.43mm，所以锚杆施工时的直径取整数值20mm。
（2）（巷道断面按3.2m计算）根据材料力学计算锚杆直径为：D=√3.2P/πJb=√3.2×70×103/3.14×380=13.7mm式中：D-锚杆直径，mm； P-锚杆截面载荷，取70KN；Jb-螺纹钢锚杆屈服点，取380MPa。
通过计算得数为13.7mm，所以锚杆施工时的直径取整数值20mm。
3、锚杆间、排距计算：a=√Q/KHγ=√65.7/2×0.575×24.5= 1.527m式中：a-锚杆间、排距，m;Q-锚杆设计锚固力，Q=16.43f=65.72KN；γ-被悬吊石灰岩的重力密度，取24.5KN/m3。
通过计算得数为0.763m，所以锚杆施工时取间距0.8m，排距0.8m。
二、锚索长度计算：1、(锚索直径按17.8的计算）L=L a+L b+L c+L d=1.575+2+0.1+0.3=3.975m式中：L-锚索长度，m；L a-锚索锚入到较稳定岩层的锚固长度，1.575m;L b-需要悬挂的不稳定岩层厚度，取2m;L c-上托盘及锚具的厚度，取0.1m;L d-锚索外露长度，取0.3m。
锚杆支护参数的确定一、锚杆长度L≥L1+L2+L3------------------------- ①=0.1+1.5+0.3=1.9m式中：L——锚杆总长度，m；L1 ——锚杆外露长度(包括钢带+托板+螺母厚度)，取0.1m；L2 ——锚杆有效长度或软弱岩层厚度，m；L3——锚入岩（煤）层内深度（锚固长度），按经验L3≥300mm。
(一)锚杆外露长度L1L1=(0.1～0.15)m，[钢带+托板+螺母厚度+（0.02～0.03）](二)锚入岩(煤)层内深度(锚固长度)L31.经验取值法《在锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86－85“第三节锚杆支护设计”中、第3.3.3条第四款规定：第3.3.3条端头锚固型锚杆的设计应遵守下列规定:一、杆体材料宜用20锰硅钢筋或3号钢钢筋;二、杆体直径按表3.3.3选用;三、树脂锚固剂的固化时间不应大于10分钟,快硬水泥的终凝时间不应大于12分钟;四、树脂锚杆锚头的锚固长度宜为200～250毫米,快硬水泥卷锚杆锚头的锚固长度宜为300～400毫米;五、托板可用3号钢,厚度不宜小于6毫米,尺寸不宜小于150×150毫米;六、锚头的设计锚固力不应低于50千牛顿;七、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。
一般取300mm ～400mm2. 理论估算法《在锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86－85“第三节 锚杆支护设计”中规定：第3.3.11条 局部锚杆或锚索应锚入稳定岩体。
水泥砂浆锚杆或预应力锚索的水泥砂浆胶结式内锚头锚入稳定岩体的长度,应同时满足下列公式:公式(3.3.11-1)、(3.3.11-2)见图形所示。
cs st f f d k l 412≥ (3.3.11-1)crst a f d f d k l 2214≥ (3.3.11-2) 式中la ——锚杆杆体或锚索体锚入稳定岩体的长度（cm ）； d1——锚杆钢筋直径走私或锚索体直径（cm ）；d2——锚杆孔直径（cm ）；f st ——锚杆钢筋或锚索体的设计抗拉强度（N/cm 2）；f cs ——水泥砂浆与钢筋或水泥砂浆与锚索的设计粘结强度(N/cm 2)；圆钢为2.5MPa ，螺纹钢为5MPa 。
基本锚固长度计算公式锚固是指将金属或其他材料的一部分固定在混凝土或其他基础物体中，以增加结构的稳定性和承载能力。
而基本锚固长度是指在给定的材料和条件下，为了保证锚固的有效性，所需的最小长度。
基本锚固长度的计算公式如下：L = (P * V) / (f * A * γ)其中，L表示基本锚固长度（单位：mm）；P表示设计载荷（单位：kN）；V表示锚杆的抗拉强度（单位：kN）；f表示安全系数（通常取为2.0）；A表示锚杆的截面面积（单位：mm^2）；γ表示材料的抗拉强度γ（单位：kN/mm^2）。
在使用计算公式计算基本锚固长度时，需要注意以下几点：1. 设计载荷（P）：在进行锚固设计时，需要根据具体的工程要求和结构设计参数确定设计载荷。
设计载荷包括静载荷、动载荷、风荷载、地震荷载等。
2. 锚杆的抗拉强度（V）：锚杆的抗拉强度是指锚杆在受到拉力作用时所能承受的最大力。
根据材料的特性和锚杆的尺寸，可以确定锚杆的抗拉强度。
3. 安全系数（f）：安全系数是为了考虑不同因素对锚杆的影响而引入的一个修正系数。
通常情况下，安全系数的取值为2.0，以确保锚杆的安全可靠。
4. 锚杆的截面面积（A）：锚杆的截面面积是指在计算基本锚固长度时所需的锚杆截面的横截面积。
根据锚杆的形状和尺寸，可以计算得到锚杆的截面面积。
5. 材料的抗拉强度（γ）：材料的抗拉强度是指材料在受到拉力作用时所能承受的最大力。
根据材料的特性和工程要求，可以确定材料的抗拉强度。
通过以上计算公式和注意事项，可以得到所需的基本锚固长度。
根据具体的工程要求和结构设计参数，可以选择合适的材料和尺寸，确保锚固的有效性和安全可靠性。
总结：基本锚固长度是在给定的材料和条件下，为了保证锚固的有效性，所需的最小长度。
通过计算公式可以得到基本锚固长度，而具体的设计载荷、锚杆的抗拉强度、安全系数、锚杆的截面面积和材料的抗拉强度需要根据具体情况确定。
在进行锚固设计时，需要综合考虑各种因素，确保锚固的安全可靠。
一、锚杆参数的选择1、锚杆长度①按平衡拱理论计算：由公式L=N×（1.1+W/10)计算确定式中：N——围岩影响系数，按设计规范中围岩分类，10#煤顶板f=4，为Ⅳ类顶板，所以N取1.1W——巷道跨度，mL——锚杆总长度，m则：L=1.1×（1.1+4.0/10）=1.65②按悬吊理论计算：由公式L=KH+l+T2计算确定L——锚杆总长度，mK——安全系数，一般取2H——软弱岩层厚度，ml——锚杆锚入坚固岩层的深度，一般取0.3mT2——锚杆外露长度，一般取2-5cm则：L=2×0.5+0.3+0.05=1.35m选取锚杆长度2.0m，大于1.65m，符合设计要求。
2、顶锚杆直径由公式d=L/110计算确定。
式中：d——锚杆直径，mm则：d=1650/110=15mm选取锚杆直径d=18mm，大于15mm，符合设计要求。
3、锚杆钻孔直径与树脂锚固剂直径确定根据“三径”匹配要求，锚杆钻孔直径与锚杆杆体直径之差为4~10mm，锚杆钻孔直径与树脂锚固剂直径之差为3~5 mm，因此锚杆钻孔直径R孔在28~32之间，树脂锚固剂直径R树在23~27mm之间。
取R孔=28mm，R杆=23mm，均在计算范围之内，符合设计要求。
4、锚固方式和长度①巷道顶板属于Ⅳ类顶板，为保证锚杆锚固力、扭矩达标，选用全锚锚固。
②锚固长度：全锚锚固要求锚固长度为0.5~0.9倍锚杆长度，取0.6倍，则锚固长度L锚=0.6×2m=1.2m，选用Z2388型1条CK2340型1条树脂锚固剂，锚固剂长度等于880mm+400mm＝1280mm。
实际锚固长度：根据公式L锚=(L树·R2树)/（R2孔-R2杆）式中：L锚——树脂锚固剂锚固长度，mmL树——树脂锚固剂长度，mmR树——树脂锚固剂半径，mmR杆——锚杆半径，mmR孔——钻孔半径，mm则：实际锚固长度L锚=(1280×11.52)/(152-102) =1354mm＞1200mm5、锚杆间、排距Q确定。
巷道锚杆支护计算公式根据1552工作面围岩柱状资料分析，15#煤层顶板直接顶为粘土岩，厚度1.0-1.5m，施工时，极易垮落，掘进施工时以14#煤层做顶沿15#煤层底板掘进，采取锚网支护。
为了将锚杆加固的“组合梁”悬吊于老顶坚硬岩层中，需用高强度锚索做辅助支护。
根据邻近1551运、回两巷掘进巷道的支护经验，确定1552回风巷、1552回风巷皮带机头硐室,采用锚杆—钢筋网—钢带--锚索联合支护。
二、支护参数设计㈠采用类比法合理选择支护参数：根据15#煤层邻近巷道的支护经验，1552回风巷巷道顶锚杆选用φ16mm×1800mm的圆钢锚杆，间距1000mm,排距900mm；选用1x7丝φ15.24mm，锚固力不小于230kN冷拔钢筋,长度4.2m 的锚索加强支护。
㈡采用计算法校核支护参数1、锚杆长度计算L = KH+L1+L2式中：L——锚杆长度，m H——冒落拱高度，mK----安全系数，取2L1——锚杆锚入稳定岩层深度，取0.5mL2——锚杆在巷道中的外露长度，取0.05m其中：H=B/2f=3.4/(2×4)=0.43m式中：B——巷道宽度f——岩石坚固性系数，取4L = 2H+L1+L2=2×0.43+0.5+0.05=1.41m 施工时取L=1.8m2、锚杆间距、排距a、ba=b=KHrQ 式中：a 、b ——锚杆间、排距mQ ——锚杆设计锚固力，50kN/根；H ——冒落拱高度，取0.58m ；K ——安全系数，取2；r ——被悬吊粘土岩的重力密度，26.44kN/m 3a=b=44.2643.0250??=1.48m 施工中间距取1.0m ，排距取0.9m 。
3、锚杆直径的选择：d =P=abhr=0.9×1×1.8×23=37.26kN/m 2式中：a---锚杆排距h---锚杆承载岩体高度，取锚杆长度1.8mb---锚杆间距r---承载岩体容重23kN/m 3K---安全系数取2Δ--锚杆材料抗拉强度，取38kN/m 2d = =38002/3.1437304=15.8mm施工中取Φ=16mm通过锚杆直径的验算，排距确定为0.9m ，间距为1.0m,能满足支护要求。
锚固长计算公式引言。
在土木工程中，锚固是一种常见的结构设计和施工技术，用于固定和支撑各种结构，如桥梁、建筑物和输电塔等。
锚固长是指锚杆或锚栓在混凝土或岩石中的有效嵌入长度，是保证锚固结构安全可靠的重要参数。
本文将介绍锚固长的计算公式及其应用。
锚固长的定义。
锚固长是指锚杆或锚栓在混凝土或岩石中的有效嵌入长度，通常用L表示。
对于混凝土材料，锚固长的计算是基于混凝土的抗拉强度和锚杆的受拉能力，而对于岩石材料，锚固长的计算则需要考虑岩石的强度和变形特性。
锚固长的计算公式。
在土木工程中，锚固长的计算公式通常采用以下几种方法：1. 混凝土中的锚固长计算公式。
对于混凝土材料，锚固长的计算公式可以采用以下经验公式：L = min{10d, 10h, 20t}。
其中，L为锚固长，d为锚杆直径，h为混凝土厚度，t为锚杆直接拉伸的长度。
这个公式是根据混凝土的抗拉强度和锚杆的受拉能力来确定的，其中的10是一个经验系数，具体数值可以根据实际情况进行调整。
2. 岩石中的锚固长计算公式。
对于岩石材料，锚固长的计算需要考虑岩石的强度和变形特性，通常可以采用以下公式：L = min{5d, 5h, 10t}。
其中，L为锚固长，d为锚杆直径，h为岩石的厚度，t为锚杆直接拉伸的长度。
这个公式也是根据经验得出的，其中的5和10也是经验系数，具体数值可以根据实际情况进行调整。
3. 其他因素的影响。
除了上述公式外，锚固长的计算还需要考虑一些其他因素的影响，如锚杆的材料和表面处理、锚固结构的受力情况、锚固长度的限制等。
这些因素都会对锚固长的计算产生影响，需要在具体设计中进行综合考虑。
锚固长的应用。
锚固长作为土木工程中重要的结构设计参数，具有广泛的应用。
在实际工程中，锚固长的计算和应用主要体现在以下几个方面：1. 结构设计。
在桥梁、建筑物和输电塔等结构的设计中，锚固长的计算是基础工作之一。
通过合理计算锚固长，可以保证结构的安全可靠，避免因锚固不牢固而导致的安全事故。
按悬吊理论计算锚杆参数：1、锚杆长度计算：L = KH + L 1 + L 2式中：L — 锚杆长度m ；H — 冒落拱高度m ；K — 安全系数，一般取K=2；L 1 — 锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.5m ；L 2 — 锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.1m ；其中：H = = = 0.645(m)式中：B — 巷道开掘宽度，取5.16m ；f —岩石坚固性系数，砂岩取4；则L=2×0.645+0.5+0.1=1.89(m)2、锚杆间排距计算，通常间排距相等，取a ：a =KHrQ式中： a — 锚杆间排距，m ；Q — 锚杆设计锚固力，150KN/根；H — 冒落拱高度，取0.645m ；r — 被悬吊砂岩的重力密度，取25.48KN/m 3；K — 安全系数，一般取K=2；a = =2.136(m)锚杆锚固长度计算：L 0 = LD 21 /（D 2-D 22）= （500+500）×282/（322-202）=1256mm式中：L--锚固剂长度，为500mm ，2根。
D--钻孔直径，为32mm 。
D 1—树脂锚固剂直径，为28mm.. 4216.5⨯fB248.25645.02150⨯⨯D2--锚杆内径，为20mm通过以上计算，采用一块MSK28/50Q/YZK033型和一块MSCK28/50Q/YZK033型树脂锚固剂进行锚固；选用φ20×2200mm的螺纹钢锚杆，锚杆间排距为800mm。
锚网喷支护时，采用锚杆紧跟迎头的支护方式，够锚杆排距时及时打注锚杆，全断面挂网，锚杆打注高度距底板不大于300mm。
二、锚杆安装工艺1、打锚杆眼打眼前，首先按照中、腰线严格检查巷道断面规格，不符合设计几何尺寸要求时必须先进行处理；打眼前要先敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活矸、危岩，确认安全后、方可开始工作，锚杆距巷道底板不大于300mm，为确保角度，正顶五根锚杆用锚杆钻机打眼，其它部位用风钻配φ22×1200钻杆，φ32mm的柱齿钻头开孔，然后用钎子组套打。
锚杆（索）1.锚杆（索）的作用机理立柱在荷载的作用下，有绕着基地转动的趋势，此时可以利用灌浆锚杆（索）的抗拔作用力来进行抵抗。
灌浆锚杆（索）指用水泥砂浆(或水泥浆、化学浆液等)将一组钢拉杆(粗钢筋或钢丝束、钢轨、小钢筋笼等)锚固在伸向地层内部的钻孔中，并承受拉力的柱状锚固体。
它的中心受拉部分是拉杆。
其受拉杆件有粗钢筋，高强钢丝束，和钢绞线等三种不同类型。
而且施工工艺有简易灌浆、预压灌浆以及化学灌浆。
锚固的形式应根据锚固段所处的岩土层类型、工程特征、锚杆（索）承载力大小、锚杆（索）材料和长度、施工工艺等条件，按表1-1进行具体选择。
同时，为了更好地对锚杆（索）进行设计，以下将对锚杆（索）的抗拔作用力机理进行介绍。
锚杆（索）的抗拔作用力又称锚杆（索）的锚固力，是指锚杆（索）的锚固体与岩土体紧密结合后抵抗外力的能力，或称抗拔力，它除了跟锚固体与孔壁的粘结力、摩擦角、挤压力等因素有关外，还与地层岩土的结构、强度、应力状态和含水情况以及锚固体的强度、外形、补偿能力和耐腐蚀能力有关。
许多资料表明，锚杆（索）孔壁周边的抗剪强度由于地层土质不同，埋深不同以及灌桨方法不同而有很大的变化和差异。
对于锚杆（索）抗拔的作用机理可从其受力状态进行分析，由图1-1表示一个灌浆锚杆（索）中的砂浆锚固段，如将锚固段的砂浆作为自由体，其作用力受力机理为：锚杆选型表1-1当锚固段受力时，拉力T。
首先通过钢拉杆周边的握固力(u)传递到砂浆中，然后再通过锚固段钻孔周边的地层摩阻力(τ)传递到锚固的地层中。
因此，钢拉杆如受到拉力作用，除了钢筋本身需要有足够的截面积(A)承受拉力外，锚杆（索）的抗拔作用还必须同时满足以下三个条件：①锚固段的砂浆对于钢拉杆的握固力需能承受极限拉力；②锚固段地层对于砂浆的摩擦力需能承受极限拉力；③锚固土体在最不利的条件下仍能保持整体稳定性。
以上第①、②个条件是影响灌浆锚杆（索）抗拔力的主要因素。
图1-1 灌浆锚杆（索）锚固段的受力状态2.锚杆（索）的设计计算锚杆（索）的设计原则:(1)锚杆（索）设计前应进行充分调查，综合分析其安全性、经济性与可操作性，避免其对路堤周围构筑物和埋设物产生不利影响。
(2)设计锚杆（索）时应考虑竣工后荷载作用对路堤的影响，要保证它们在载荷作用下不产生有害变形。
(3)设计锚杆（索）时，应对各种设计条件和参数进行充分的计算和试验来确定，只有少数有成熟的试验资料及工程经验的可以借用。
锚杆（索）的设计要素:锚杆（索）的设计要素包括：锚杆（索）长度、锚固长度、相邻结构物的影响、锚杆（索）的倾角和锚固体设置间距、锚杆（索）的抗拔力计算等等。
这些都是通过计算和试验得来的。
进行锚杆（索）设计时，选择的材料必须进行材性试验，锚杆（索）施工完毕后必须对锚杆（索）进行抗拔试验，验证锚杆（索）是否达到设计承载力的要求。
锚杆（索）型式选择应根据锚固段所处的地层类型、工程特征、锚杆（索）承载力的大小、锚杆（索）材料、长度、施工工艺等条件综合考虑进行选择。
表2-1给出了土层、岩层中的预应力和非预应力常用锚杆（索）类型的有关参数。
锚杆（索）锚筋的截面设计假设锚杆（索）轴向设计荷载为N ，则可由下式初步计算出锚杆（索）要达到设计荷载N 所需的锚筋截面：式中,'g A 为由N 计算出的锚筋截面；k 为安全系数，对于临时锚杆（索）取～ 对于永久性锚杆（索）取～；ptk f 为锚筋（钢丝、钢绞线、钢筋）抗拉强度设计值。
(2)锚筋的选用：根据锚筋截面计算值'g A ，对锚杆（索）进行锚筋的配置，要求实际的锚筋配置截面'gg A A 。
配筋的选材应根据锚固工程的作用、锚杆（索）承载力、锚杆（索）的长度、数量以及现场提供的施加应力和锁定设备等因数综合考虑。
对于采用棒式锚杆（索），都采用钢筋做锚筋。
如果是普通非预应力锚杆（索），由于设计轴向力一般小于450kN ，长度最长不超过20米，因此锚筋一般选用普通Ⅱ、Ⅲ级热轧钢筋；如果是预应力锚杆（索）可选用Ⅱ、Ⅲ级冷拉热轧钢筋或其他等级的高强精轧螺纹钢筋。
钢筋的直径一般选用Φ22～Φ32。
对于长度较长、锚固力较大的预应力锚杆（索）应优先选用钢绞线、高强钢丝，这样不但可以降低锚杆（索）的用钢量，最大限度地减少钻孔和施加预应力的工作量，而且可以减少预应力的损失。
因为钢绞线的屈服应力一般是普通钢筋的近7倍，如果假定钢材的弹性模量相同（×105Mpa ）,它们达到屈服点的延伸率钢绞线是钢筋的7倍，反过来讲，在同等地层徐变量的条件下，采用钢绞线的锚杆（索）的预应力损失仅为普通钢筋的1/7。
在选用钢绞线时应当符合国标（GB/T5223-95、GB/T5224-95）要求，7丝标准型钢绞线参数如表2-3所示。
除此之外，也可选用美国标准（ASTM A416-90a ）、英国标准（BS5896:80）、日本标准（JIS G3536-88）的钢绞线，表2-4所示为ASTM A416-90a7丝标准型钢绞线（270级）参数。
为了便于选用，表2-5给出了按国标计算的出的不同锚杆（索）设计拉力值所需的钢绞线根数。
锚杆（索）受力分析的理论解锚杆（索）深入岩石中,其端部承受拉拔力,假设水泥浆材与岩体为性质相同的弹性材料,锚杆（索）所作用的岩体可视为半空间,深度z 处作用—集中力,如图2-1所示,在任意点C(x,y,z)处的垂直位移分量W 可由Mindlin 位移解确定:222311223522348(1)(34)()(1)8(1)(34)()26()u u u z h R R R Q u w E u u z h hz hz z h R R π⎡⎤-----++⎢⎥+⎢⎥=⎢⎥--+-+++⎢⎥⎣⎦（1） 图2-1 Mindlin 解的计算简图式中:E,μ分别为岩体的弹性模量和泊松比; 在孔口处,x=y=z=0,则式(1)可简化为(1)(32)2Q u u w hEπ+-=（2）假设埋入岩体中的锚杆（索）为半无限长,锚杆（索）、水泥浆体与岩体之间处于弹性状态,满足变形协调条件,则孔口处,岩体的位移与锚杆（索）体的总伸长量相等,从而可以建立以下方程:(32)2()2z dzc zu r rdz dz dz G zE A τπτ∞∞+-=-⎰⎰⎰（3）通过简化,式(3)可化为二阶变系数齐次常微分方程:'''20az a τττ++= （4） 式(3),(4)中:r 为锚杆（索）体半径Ec 为锚杆（索）体的弹性模量,A 为锚杆（索）体的截面积,G 为岩体的剪切模量,τ为锚杆（索）所受的剪应力。
式(4)通过变换,并利用边界条件z →∞,τ=0最后,可得锚杆（索）所受的剪应力沿杆体分布为2122kz Pkz e rτπ-= （5）式中：21(1)(32)c E k u u r E ⎡⎤=⎢⎥+-⎣⎦，P 为锚杆（索）受的拉拔力。
对式(5)进行积分,可得锚杆（索）轴力沿锚杆（索）杆体分布为212kz c Pe E Aθσ-=（6）锚杆（索）的锚固长度计算及影响因素预应力锚杆（索）有效锚固长度的确定由式(5)、(6)可得锚杆（索）体剪应力及轴向应力分布示意图,如图2-2、2-3所示,从图中可以看出,从锚固段始端零点至曲线拐点(τ″=0,σ″=0)的锚杆（索）体长度范围内承担了绝大部分的剪应力和轴向应力,可将该段长度称为锚杆（索）体的有效锚固长度。
图2-2 锚杆（索）剪应力分布曲线示意图图2-3 锚杆（索）轴向应力分布曲线示意图令τ″=0,代入式(5)得a l ==（7）式中la 为有效锚固长度在有效锚固长度以外的锚杆（索）体承受的剪力为2122aakz l l Pkz dx e rτπ+∞+∞-=⎰⎰（8）将式(7)代入式(8)得322al P dx e r τπ+∞-=⎰ （9） 该段剪力与锚杆（索）体承受的总剪力的比值也就是说,假定锚固长度为无穷大时,有效锚固长度的锚杆（索）体承担的剪力占总剪力的%。
可见,有效锚固长度的锚杆（索）体承担了绝大部分剪力。
由公式(5)可知,有效锚固长度与锚杆（索）的极限拉拔力而只与锚杆（索）体的弹性模量、岩体的弹性模量、泊松比以及锚杆（索）体直径等参数有关。
(1)锚杆（索）与岩体的弹性模量的比值Ec/E锚杆（索）与岩体的弹模之比越小,即岩体越硬,锚杆（索）所受的剪应力峰值越大,剪应力、轴向应力分布范围越小,应力集中程度越大,则锚杆（索）的有效锚固长度就越小。
Ec/E 比值越大,即岩体越软,锚杆（索）所受的剪应力峰值越小,剪应力、轴向应力的分布范围越大、越均匀,则锚杆（索）的有效锚固长度也就越大,因此,从某种意义上说,用预应力锚杆（索）加固软岩的效果比加固硬岩的效果更好。
(2)锚杆（索）体直径从公式上可以看出,锚杆（索）的有效锚固长度与锚杆（索）体直径成正比,经分析可知,锚杆（索）体随其直径的减小,其剪应力峰值迅速增大,剪应力分布范围越小、越集中,则有效锚杆（索）长度就越小,锚杆（索）体直径越大,其所受的剪应力峰值越小,剪应力分布范围越大、越均匀,则有效锚固长度就越大。
因此,在工程应用中,锚杆（索）体直径存在一个最优值。
(3)水泥浆体的水灰比低水灰比砂浆的单轴抗压强度和弹性模量都较高,抗径向开裂的能力较强,在锚杆（索）拉拔力作用下,其剪应力、轴向应力峰值较高,分布范围较小,则锚杆（索）的有效锚固长度较小。
此外,注浆压力、岩体的松弛深度范围、反复张拉荷载作用[7]等因素都对有效锚固长度有明显的影响。
锚杆（索）的抗拔力计算锚杆（索）的极限拉拔力取决于锚杆（索）锚固体的破坏形式。
锚杆（索）锚固体的破坏形式有三种,在锚杆（索）张拉过程中,锚杆（索）突出的肋挤压肋间水泥浆材,肋的斜向挤压力产生楔的作用,其径向分力使外围浆材环向受拉。
当围岩径向刚度较小,水泥浆材强度较低时,环向拉应力达到浆材的抗拉强度时,开始产生径向裂缝,从而造成径向压应力降低,摩阻力也随之降低,锚杆（索）体被拔出,破坏面为水泥浆体,破坏的主要原因是径向开裂,破裂面平行于锚杆（索）轴线。
这是第一种破坏形式,如图所示。
当围岩径向刚度较大,且水泥浆材强度也较高时,径向开裂被抑制,摩檫阻力进一步提高,当拉拔力增大时,破坏主要出现在浆材与岩石交界面,甚至于岩体中,破坏的主要原因是水平剪切,破裂面沿最大剪应力作用面。
这是第二种破坏形式。
如图所示。
Macdonald(1963)认为浅埋锚杆（索）破裂面为抛物线型,且破裂面在地表处与水平面成(45°-φ/2)夹角,茜平一等人(1992)也证实,在地表处,无论砂土还是粘质砂土,破裂面在地表处的水平夹角接近(45°-φ/2)。
多数情况下,锚杆（索）体的破坏是以上两种形式的叠加,即既有浆材径向劈裂,又有浆材的水平剪切。
