隧道系统锚杆研究现状与发展方向

发布时间：2020-12-21 06:05

　　对近40年以来国内外公开发表的隧道锚杆研究论文进行统计和分析,阐述隧道系统锚杆国内外研究现状,揭示隧道系统锚杆研究的薄弱环节。研究表明,隧道系统锚杆的研究主要集中在锚杆作用效果、锚杆计算理论、锚杆设计参数和新型锚杆研发等方面。部分研究表明黄土隧道拱部系统锚杆作用效果不明显,目前国内工程界及学术界对隧道系统锚杆作用效果的认识尚不统一;在全长黏结型锚杆的力学模型及计算理论方面研究成果较多,但基于Mindlin位移解推导的锚杆轴力解析解未考虑中性点的影响;关于隧道系统锚杆的设计及计算理论研究甚少,个别学者提出的经验公式及解析公式中的输入参数大多不易获取,因此在实际工程中仍难以应用;在隧道系统锚杆的设计方面,针对临界锚固长度有一定研究,但是在系统锚杆的布置方式及系统锚杆与围岩的匹配性方面尚无研究成果,隧道系统锚杆设计主要采用经验类比法。从力学机理及理论计算方法上对隧道系统锚杆与围岩联合作用机理及承载拱的承载原理进行深入研究,同时开展新型材料锚杆及新型构造锚杆的研发是未来的发展方向。 

【文章来源】：土木工程学报. 2020年08期 北大核心

【文章页数】：13 页

【部分图文】：

隧道锚杆研究论文发表数量年份分布

另一方面,按论文的研究主题侧重点进行分类统计,各个主题侧重点在总体中的占比情况见图2。图2显示,针对隧道锚杆的研究存在着研究侧重点分布不均匀的情况。既有研究中关于局部锚杆的研究占比达73.68%,而关于锚杆计算理论的研究占比仅为17.54%,涉及隧道系统锚杆设计方面的研究占比最低,仅为2.81%。对既有研究论文的内容进行研读发现,大部分只停留在局部锚杆的理论和受力研究。在隧道系统锚杆-围岩复合体作用效应及基本计算理论方面的研究成果甚少,能支撑实际隧道工程设计的系统锚杆计算理论更是鲜见报道。

现阶段普遍认为系统锚杆是通过使隧道周边被扰动围岩形成承载拱来达到承载效果的,但有部分学者认为系统锚杆长度往往小于坍落拱的高度,其锚杆整体处于破碎区并没有起到锚固的作用。在浅埋情况下,靠近地表的围岩一般节理发育。甚至在某些地方岩体的节理是开放的,隧道开挖前,下部围岩对上部围岩起到支撑作用。在隧道施工过程中随着下部岩体被开挖以至于上部岩体临空,甚至部分已经存在的未开放节理将会受到扰动,进而产生潜在的岩体松动,此时隧道锚杆(系统锚杆或局部锚杆)可起到锚固上部围岩,维持洞室稳定的作用[13],如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]郑万高铁隧道大断面机械化施工关键技术研究[J]. 王志坚.  隧道建设(中英文). 2018(08)
[2]基于落锤冲击试验的恒阻大变形锚杆动力学特性[J]. 宫伟力,孙雅星,高霞,何满潮,齐鹏.  岩石力学与工程学报. 2018(11)
[3]特长公路隧道洪积黏土围岩系统锚杆的作用效果研究[J]. 杨旸,谭忠盛,李松涛,吕志强,李献民.  土木工程学报. 2017(S2)
[4]基于界面滑移脱黏的锚杆合理锚固长度研究[J]. 李怀珍,李学华.  岩土力学. 2017(11)
[5]让压锚杆在大变形隧道支护应用中试验研究[J]. 张彪,张志强,汪波,周立.  岩土力学. 2016(07)
[6]NPR锚杆/索支护原理及大变形控制技术[J]. 何满潮,李晨,宫伟力,王炯,陶志刚.  岩石力学与工程学报. 2016(08)
[7]隧道软弱围岩挤压大变形非线性流变力学特征及其锚固机制研究[J]. 孙钧,潘晓明,王勇.  隧道建设. 2015(10)
[8]浅埋大跨小净距桃花峪黄土隧道系统锚杆作用效果研究[J]. 刘洋,谭忠盛.  隧道建设. 2015(06)
[9]系统锚杆的非均衡支护研究[J]. 章慧健,仇文革,赵斌,高杨.  现代隧道技术. 2015(01)
[10]A review on the performance of conventional and energy-absorbing rockbolts[J]. Charlie C.Li,Gisle Stjern,Arne Myrvang.  Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2014(04)



本文编号：2929329