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(dāng)前的隧道節(jié)理圍巖支護(hù)體系中，錨桿是一種廣泛使用的支護(hù)方式，經(jīng)過(guò)幾十年的實(shí)踐，錨桿對(duì)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(hù)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(yàn)為主。根據(jù)國(guó)內(nèi)外巖體錨桿支護(hù)理論研究的現(xiàn)狀，以錨桿應(yīng)用最廣的地下工程為背景，對(duì)地下工程中尤其是隧道工程初期支護(hù)中錨桿的錨固機(jī)理和錨固功效，從不同角度、不同層面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，以期獲得對(duì)

2、錨桿錨固機(jī)理深層次的認(rèn)識(shí)，為初期支護(hù)設(shè)計(jì)的改進(jìn)提供科學(xué)的理論指導(dǎo)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　①依據(jù)泥巖地層特征，以單節(jié)理位置作為變化因素，設(shè)計(jì)制作單節(jié)理不同位置的長(zhǎng)方體試件，分析當(dāng)巖體在節(jié)理位置存在微小位移時(shí)，錨桿的應(yīng)力應(yīng)變情況；分析節(jié)理位置對(duì)含節(jié)理巖體錨桿應(yīng)力分布的影響，研究節(jié)理張開(kāi)圍巖不斷增大時(shí)，錨桿軸力分布規(guī)律。
　　②引入位移間斷函數(shù)，對(duì)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(yīng)力的計(jì)算公式進(jìn)行了理論推導(dǎo)

3、，分析不同節(jié)理分布條件下的錨桿作用效應(yīng)和錨桿抗拔力，獲得節(jié)理張開(kāi)位移引起的錨桿軸力和剪應(yīng)力分布，以及錨桿與圍巖荷載傳遞規(guī)律，將理論模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)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(jì)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(xué)參數(shù)變化規(guī)律。
　?、芡ㄟ^(guò)離散元模型計(jì)算分析不同圍巖等級(jí)條件下的錨桿作用效應(yīng)、錨桿抗拔力，研究了隧道在不同地質(zhì)條件下各類(lèi)支護(hù)型式的承載能力及其功效比，通過(guò)詳細(xì)的參數(shù)敏感性分析，研究了圍巖強(qiáng)度、節(jié)理間距、錨桿長(zhǎng)度和側(cè)壓力系數(shù)對(duì)錨桿功效的影響，獲得了對(duì)于很差和很好的圍巖錨桿功效都較低，在III和IV級(jí)圍巖之間錨桿的功效最高的認(rèn)識(shí)，從而對(duì)錨桿在隧道工程中為維護(hù)隧道穩(wěn)定所起到的作用做出科學(xué)評(píng)價(jià)提供理論支撐。