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原文传递隧道锚杆支护参数优化分析

论文题名：	隧道锚杆支护参数优化分析
关键词：	隧道工程;锚固机理;支护参数;数值模拟
摘要：	锚杆支护作为隧道初期支护结构重要组成部分，不仅可以约束加固区岩体的变形，提高加固区岩体的强度，同时也给隧道洞室围岩提供了托锚力，使围岩处于三向受压状态，提高了围岩的稳定性。但是，目前对于锚杆支护理论研究仍然还不够成熟。在工程实践中，主要采用仍是以工程类比经验法为主，实际锚杆支护设计中普遍存在如下两个问题:一是锚杆支护设计参数过大，造成不必要的资源和经济浪费;二是锚杆支护设计参数过小，达不到预期的支护效果，结构不安全。因此有必要对隧道初期支护的锚杆参数进行优化分析。　　本文通过收集整理资料，对锚杆支护力学机理、隧道设计方法和有限元软件ANSYS进行了详细地阐述。同时依托青海省民和（甘青界）至小峡（平安）段大峡隧道工程，运用有限元软件ANSYS对Ⅲ、Ⅳ级围岩段锚杆支护进行了数值模拟。主要的研究内容及结论如下: 　　①Ⅲ级围岩考虑到围岩稳定性较好，选取了无锚杆、拱圈及边墙布置锚杆、仅在拱圈布置锚杆和仅在边墙布置锚杆四种工况。四种工况下对比结果变化不大，说明锚杆支护效果不明显，建议取消锚杆支护，直接采用喷射混凝土做初期支护，在围岩较差部位采用锚杆进行局部加固即可。　　②Ⅳ级围岩段对锚杆长度和环向间距两个参数进行了研究。锚杆长度取2.0m、2.5m、3.0m、3.5m和4.0m，锚杆环向间距取0.8m、1.0m和1.2m。对这些工况下围岩位移、围岩应力、锚杆轴力以及初支应力进行了比较分析。根据分析结果对大峡隧道锚杆支护原设计参数进行优化，建议锚杆长度取2.5m，环向间距取1.0m。　　通过对大峡隧道锚杆参数优化分析，希望对以后类似隧道工程设计和施工和锚杆支护研究提供借鉴和参考。
作者：	金洋洋
专业：	建筑与土木工程
导师：	高峰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文