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软弱围岩隧道中空注浆锚杆支护效应研究
| 论文题名： | 软弱围岩隧道中空注浆锚杆支护效应研究 |
| 关键词： | 软弱围岩隧道;中空注浆锚杆;支护参数;力学模型 |
| 摘要： | 普通砂浆锚杆在软弱围岩隧道中虽然可以起到支护作用，但经常会遇到锚固力不足、围岩变形不易控制等问题。将普通砂浆锚杆替换成中空注浆锚杆，可以解决锚固力不足的问题，而且杆体兼具注浆管的作用，提升对软弱围岩的支护效果。目前对于中空注浆锚杆的系统性研究较少，理论分析和应用研究还需深入，从工程背景和实际开挖方式角度研究中空注浆锚杆对隧道的影响还有待丰富。本文将对中空注浆锚杆的支护特性进行研究，通过有限差分软件FLAC3D对依托隧道工程进行模拟分析支护效果，分析了中空注浆锚杆的力学模型、中空注浆锚杆的种类、中空锚杆支护机理以及中空注浆锚杆注浆效果的影响因素，研究表明： (1)在V级围岩条件下，埋深为7.33—13.77m时，中空注浆锚杆对拱顶的支护效果良好，控制最大拱顶沉降不超过8mm，拱顶锚杆轴力分布在150～200kN之间；中空注浆锚杆在侧墙的支护中，位移较小，轴力值不高，没能充分发挥支护效果。中空注浆锚杆对原有地层的加固效果良好，地表沉降可控制不超过2mm。 (2)在V级围岩条件下，埋深为7.33～13.77m时，中空注浆锚杆相比普通砂浆锚杆，具有更低的拱顶沉降和地表沉降，可降低约50％的变形值，在软弱围岩隧道中效果良好。 (3)在埋深为28.39m的V级围岩条件下，隧道穿越断层带时，拱顶沉降最大值达到1.93cm，周边收敛为2.66cm．穿越断层带时，拱顶锚杆轴力最大值达到260.68kN，拱肩锚杆轴力最大值达到178.14kN;拱脚锚杆轴力最大值达到162.93kN。 (4)埋深57m的软弱围岩隧道中，建议中空注浆锚杆长度取3m左右，可达到良好支护效果，大于3m时锚杆支护效果没有充分发挥；纵向锚杆排距从lOOcm增加到125cm时，拱顶沉降有较快的增加，50～lOOcm可作为合理的锚杆排距；注浆锚杆横向间距在小于125cm时，锚杆轴力较小，在该软弱围岩条件下，合理的锚杆间距应不大于125cm。 (5)埋深57m的软弱围岩隧道中，长度小于4m的锚杆对于控制拱项锚杆轴力不利，且变形值较大。增加锚杆长度能够显著降低锚杆轴力，提升抵抗拉断的能力。 |
| 作者： | 王思琦 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 戴俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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