考虑时空效应的泥岩隧道系统锚杆适用性数值分析

摘要：

系统锚杆对隧道的支护效果在学术界缺乏统一的认识.一种观点认为,系统锚杆可以减小围岩的变形,具有明显的支护效果,特别是边墙锚杆能发挥较好的支承和约束作用;另一种观点认为,系统锚杆无明显的作用效果,取消系统锚杆后围岩变形和受力状态良好,并能简化施工工序,降低工程造价.为了了解系统锚杆对软岩隧道的支护效果,以李家寨隧道为依托,采用有限元分析软件,建立了二维隧道模型,将施作和取消系统锚杆设计分为4种工况,考虑了围岩应力时空效应和初期支护闭合速度等影响因素,分析了围岩变形总体特征、隧道截面特征点变形、初期支护轴力和围岩塑性区,对初期支护安全系数进行了计算.得出如下结论:系统锚杆在中厚层泥岩隧道支护结构中的功效不明显且不适用;考虑时空效应因素条件,取消系统锚杆更有利于控制隧道结构受力、围岩变形和塑性区发展;泥岩隧道不施作系统锚杆工况计算结果表明,其初期支护安全系数满足规范要求,取消系统锚杆技术在安全性方面具有可行性;取消系统锚杆应加强边墙锁脚锚杆施作和保证初期支护早期强度以利于有效控制围岩沉降收敛变形;软岩隧道支护结构系统锚杆的优化和取消,应经过现场试验段工程验证或工程类比分析验算后才可以推广应用.

关键词：隧道工程、适用性、数值分析、系统锚杆、时空效应

所属期刊栏目：39

分类号：U455.7+1;TU45(隧道工程)

资助基金：中交一公局集团有限公司科技研发课题项目YGJKT-2019-B-04

在线出版日期：2022-04-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：108-116