锁脚锚管-钢拱架在软岩隧道中的力学稳定性研究

发布时间：2021-09-24 18:06

　　基于其古顶炭质泥岩隧道现场出现的问题,考虑炭质泥岩遇水膨胀软化效应,建立锁脚锚管-钢拱架力学模型,采用结构力学和材料力学理论分析了围岩产生的松散压力和支护后产生的弹性抗力对钢拱架的力学影响,分析了锁脚锚管抗滑移性能和弯曲性能,给出了超挖地段锁脚锚管-钢拱架的稳定性判断依据并进行计算,利用ANSYS软件对锁脚锚管-钢拱架受力进行模拟验证.根据对锁脚锚管-钢拱架稳定性的理论计算和数值模拟数据对比可知:锚管与钢拱架连接点的弯矩、竖向力和水平力的理论计算值与数值模拟结果基本保值一致,验证了锁脚锚管—钢拱架稳定性验算理论的有效性与合理性. 

【文章来源】：北京交通大学学报. 2020,44(04)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

钢拱架-锚管受力示意图

全灌浆型锚杆剪应力函数分布如图2所示,其中:x0,x1,x2为锚管剪力突变的分界点坐标.1)在锚管0≤x≤x0段,锚段的锚管不受剪应力作用,其锚管界面上剪应力τb(x)为零,轴管与围岩界面完全开裂,导致此向正应力σb(x)恒定,大小为σ0,表达式如下

对于摩擦型锚管,当截面发生开裂后,界面剪切强度和峰值剪切强度几乎相等,剪应力函数分布如图3所示,即sr=sp=s,s为注浆岩体与锚管完全耦合时,锚管界面剪应力的大小.1)当0≤x≤x2时,截面剪切强度达到岩体的剪切强度,此时岩体发生部分开裂,其剪应力和轴向正应力表达式

【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑围岩软化与膨胀对松动围岩压力的影响研究[J]. 张晟斌,余泽新.  现代隧道技术. 2019(02)
[2]锁脚锚管受力分析的双参数弹性地基梁模型[J]. 陈丽俊,张运良.  岩石力学与工程学报. 2016(05)
[3]深部裂隙岩体锚固机制研究进展与思考[J]. 刘泉声,雷广峰,彭星新.  岩石力学与工程学报. 2016(02)
[4]浅埋黄土隧道三层支护结构力学特性现场测试[J]. 赖金星,牛方园,樊浩博,邱军领,王开运.  岩土力学. 2015(06)
[5]软岩隧洞锁脚锚杆–钢拱架联合承载分析[J]. 陈丽俊,张运良,马震岳,白少国.  岩石力学与工程学报. 2015(01)
[6]增湿条件下膨胀土隧道衬砌破坏数值分析[J]. 曾仲毅,徐帮树,胡世权,陈诚.  岩土力学. 2014(03)
[7]大变形锚杆-围岩耦合模型及其计算方法[J]. 王刚,吴学震,蒋宇静,黄娜.  岩土力学. 2014(03)
[8]软弱围岩隧道锁脚锚杆受力特性及其力学计算模型[J]. 罗彦斌,陈建勋.  岩土工程学报. 2013(08)
[9]软弱破碎围岩隧道大变形机理及处治[J]. 张连成,叶飞,谢永利.  公路交通科技. 2011(12)
[10]软弱围岩隧道取消系统锚杆的现场试验研究[J]. 陈建勋,杨善胜,罗彦斌,王梦恕.  岩土力学. 2011(01)

硕士论文
[1]软弱围岩隧道大变形控制技术研究[D]. 时常悦.长安大学 2014



本文编号：3408202