软岩隧道锚固系统预紧力匹配性设计方法与实践

作     者：郭新新 汪波 刘锦超 王振宇 GUO Xinxin;WANG Bo;LIU Jinchao;WANG Zhenyu

作者机构：成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U2034205) 甘肃省科技计划资助项目(19ZD2GA005) 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2023年第20卷第2期

页      码：651-660页

摘      要：预应力锚杆/索是软岩隧道中行之有效的围岩变形控制技术之一,其中的预紧力是变形控制中最核心的参数,故研究提升预应力锚固系统预紧力选用的合理性、可靠性对充分发挥预应力锚固系统的支护效用具有重要意义。为此,以软岩隧道中锚固系统拉拔过程的理论分析为基础,综合施工因素与安全考虑,提出一种综合考虑锚杆/索体型号与预紧力匹配、锚固可靠性、锚固力提升效率和施工锚固效果的锚固系统预紧力匹配性设计方法,并通过在建木寨岭公路隧道对该方法进行了工程应用。研究结果表明:临界锚固长度(Lc)内,随锚固长度增加,锚固力增大,但增速快速趋缓,设计锚固长度无超0.5Lc的必要;锚固剂-围岩界面抗剪强度[τ]和剪切刚度系数Ke随锚固长度增加、量值下降,但随锚固深度增加、量值上升;锚固长度下限应综合考虑预应力加载损失和安全储备需求;锚固长度上限应综合考虑锚固力提升效率和施工效果;以寨岭公路隧道为例的计算显示,木寨岭隧道中预应力锚索的预紧力设计应小于500 kN;且当采用1×19 s-21.8 mm-1 860 MPa锚索时,预紧力设计宜在350 kN内。研究成果可为软岩隧道锚固系统的预紧力设计提供指导,有助于提升预应力锚固系统的整体可靠性。

主 题 词：软岩隧道 锚固系统 预紧力 锚固长度 匹配性设计 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20220465

馆 藏 号：203118867...