公路隧道節(jié)理圍巖錨桿荷載傳遞規(guī)律及錨固功效研究.pdf

1、在當前的隧道節(jié)理圍巖支護體系中，錨桿是一種廣泛使用的支護方式，經(jīng)過幾十年的實踐，錨桿對于節(jié)理圍巖加固起到了很重要的作用，但是錨桿在隧道節(jié)理圍巖支護體系中到底發(fā)揮怎樣的作用還是不太清楚，尤其是在節(jié)理圍巖錨桿荷載傳遞規(guī)律及錨固功效方面的研究仍以定性經(jīng)驗為主。根據(jù)國內(nèi)外巖體錨桿支護理論研究的現(xiàn)狀，以錨桿應用最廣的地下工程為背景，對地下工程中尤其是隧道工程初期支護中錨桿的錨固機理和錨固功效，從不同角度、不同層面對其進行詳細的分析研究，以期獲得對

2、錨桿錨固機理深層次的認識，為初期支護設計的改進提供科學的理論指導。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　?、僖罁?jù)泥巖地層特征，以單節(jié)理位置作為變化因素，設計制作單節(jié)理不同位置的長方體試件，分析當巖體在節(jié)理位置存在微小位移時，錨桿的應力應變情況；分析節(jié)理位置對含節(jié)理巖體錨桿應力分布的影響，研究節(jié)理張開圍巖不斷增大時，錨桿軸力分布規(guī)律。
　?、谝胛灰崎g斷函數(shù)，對單節(jié)理面和多節(jié)理面下注漿錨桿的位移、軸向力和剪切應力的計算公式進行了理論推導

3、，分析不同節(jié)理分布條件下的錨桿作用效應和錨桿抗拔力，獲得節(jié)理張開位移引起的錨桿軸力和剪應力分布，以及錨桿與圍巖荷載傳遞規(guī)律，將理論模型計算結(jié)果與實驗結(jié)果對比，驗證了本文理論模型的正確性。
　?、蹖undson和Harrison提出的隧道加固模型拓展到節(jié)理巖體中，考慮節(jié)理圍巖粘聚力的各向異性，建立節(jié)理圍巖錨桿加固前后圍巖破裂區(qū)范圍計算公式，提出依據(jù)加錨前后圍巖破裂區(qū)范圍變化情況定義錨桿功效的方法，研究洞周不同位置的錨桿功效，獲得錨

4、桿功效隨節(jié)理圍巖力學參數(shù)變化規(guī)律。
　?、芡ㄟ^離散元模型計算分析不同圍巖等級條件下的錨桿作用效應、錨桿抗拔力，研究了隧道在不同地質(zhì)條件下各類支護型式的承載能力及其功效比，通過詳細的參數(shù)敏感性分析，研究了圍巖強度、節(jié)理間距、錨桿長度和側(cè)壓力系數(shù)對錨桿功效的影響，獲得了對于很差和很好的圍巖錨桿功效都較低，在III和IV級圍巖之間錨桿的功效最高的認識，從而對錨桿在隧道工程中為維護隧道穩(wěn)定所起到的作用做出科學評價提供理論支撐。