地下洞室让压锚索支护力学特性研究

发布时间：2019-09-25 15:50

【摘要】：锚索支护技术作为岩土锚固技术的一员,历经多年的发展研究,在各个锚固工程领域已广泛被采用。然而,随着我国工程建设力度的不断加大,遇到高陡边坡、深基坑以及大跨度地下硐室等工程导致的岩土体大变形问题是日益频繁。传统锚索支护在应对此种问题时因索体不能提供适应岩土体的变形,时常出现锚索拉断而失效的情况。为了适应岩土体特别是当前地下超大洞室开挖后的大变形,可对支护结构采取适当让压。基于此,本文综合运用文献调研、理论分析、室内试验和数值模拟等手段,对新型的让压锚索支护体系尤其是地下洞室让压锚索支护的力学特性进了研究探索,论文主要工作如下：(1)运用理论分析、数值模拟以及现场调查等方法,结合锦屏二级水电站主厂房下游边墙的锚索施工实际,发现传统预应力锚索支护在应对岩土体特别是地下洞室围岩大变形方面存在着明显不足,必须探索并研发出切实可行的支护方法才能确保洞室围岩稳定以及地下结构安全。(2)参考让压理念,提出了能够充分发挥让压作用的锚索技术,可使让压锚索整体能适应岩土体的大变形；依据让压件与锚索受力状态的不同提出了压拉型、拉拉型、拉压型和压压型等四种让压锚索支护体系以及三种让压件和锚索的耦合模式,并通过让压锚索室内张拉试验,获得其力学特性曲线,让压锚索较之传统的预应力锚索可以提供较为可观的让压位移,据此可降低索体应力增长过快并保障锚索正常有效工作。(3)运用数值仿真手段分别对硐室不设支护、施加传统锚索支护以及让压锚索支护三种情况进行研究,揭示了让压锚索产生的让压变形可较好地改善洞室围岩力学性态的规律。当发生让压变形时围岩应力得到释放从而比施加预应力传统锚索时更有利于围岩稳定；同时,让压变形能使锚索受力因其让压变形可以很大程度释放能量,使锚索受力负载大幅减小,可避免类似传统锚索很快会达到甚至超过其强度极限致使出现破坏失效的不利后果,让压锚索受力性态要优于传统锚索。(4)让压件的材料强度以及不同规格等参数均会在很大程度上影响其性能和支护效果。当让压构件长度一定时,锚索受力随着让压件弹性模量的增加而增大；当让压件弹性模量一定时,锚索受力随着让压段长度的增加而减小。因此,在能够保证围岩稳定的前提下,可以适当减小让压件的弹性模量及适当增加让压段长度,确保锚索对围岩的支护效果并保证索体结构的安全。
【图文】：

装置图,装置图,锚索,支护体系

逦■■Ｉｌｌ逡逑图１－１让压错索装置图逦图１－２波浪形可伸长销杆逡逑综观让压描杆（索）的研究文献，研究者对这种新型的让压描杆（索）支护体系逡逑研究中，有关于让压锚杆（索）体系作用机理的理论性研宄、也有关于让压铺杆（索）逡逑支护体系在工程中的应用研究。但总体来说，对于让压锚索的研宄，国内外起步尚晚，逡逑研究文献不是很多，目前对于让压技术的研究大部分集中于错杆，主要分布在煤矿巷逡逑道支护领域，，而对让压锚索的研宄在国内外却是不多，让压锚索的理论及应用的工程逡逑实例也比较少，特别是对于拓展各种让压错索支护体系型式的研究甚少人问津。逡逑为此，本论文依托“让压锚索作用机理及在实际工程中的应用研宄”课题，综合逡逑运用文献调研、理论分析、室内试验和数值模拟等手段

装置图,波浪形,锚索,支护体系

逦Ｉ邋逦逦■■Ｉｌｌ逡逑图１－１让压错索装置图逦图１－２波浪形可伸长销杆逡逑综观让压描杆（索）的研究文献，研究者对这种新型的让压描杆（索）支护体系逡逑研究中，有关于让压锚杆（索）体系作用机理的理论性研宄、也有关于让压铺杆（索）逡逑支护体系在工程中的应用研究。但总体来说，对于让压锚索的研宄，国内外起步尚晚，逡逑研究文献不是很多，目前对于让压技术的研究大部分集中于错杆，主要分布在煤矿巷逡逑道支护领域，而对让压锚索的研宄在国内外却是不多，让压锚索的理论及应用的工程逡逑实例也比较少，特别是对于拓展各种让压错索支护体系型式的研究甚少人问津。逡逑为此，本论文依托“让压锚索作用机理及在实际工程中的应用研宄”课题，综合逡逑运用文献调研、理论分析、室内试验和数值模拟等手段
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD353

【参考文献】