浅埋隧道地表锚杆预加固的作用机理与分析方法

在现场量测与室内模型试验研究成果的基础上,探讨了用砂浆锚杆对浅埋隧道地表进行预加固的作用效果以及锚杆与地层共同作用的力学机理,由此提出了分析锚杆预加固作用效应的计算方法.计算值与试验结果比较接近.     

地表锚杆预加固浅埋隧道的空间数值分析

采用考虑锚芯与灌浆体间剪切作用的三维锚杆单元，建立了地表锚杆预加固浅埋隧道的空间耦合数值分析计算模型，编制了空间弹塑性有限元－元限元－锚杆单元耦合程序，并通过与现场量测和室内模型试验研究成果的比较，表明计算模型具有较高的计算精度，其分析方法对工程设计具有一定的指导意义。     

地表锚杆预加固浅埋隧道的空间数值分析

采用考虑锚芯与灌浆体间剪切作用的三维锚杆单元,建立了地表锚杆预加固浅埋隧道的空间耦合数值分析计算模型,编制了空间弹塑性有限元-无限元-锚杆单元耦合程序,并通过与现场量测和室内模型试验研究成果的比较, 表明计算模型具有较高的计算精度,其分析方法对工程设计具有一定的指导意义.     

隧道锚杆锚固质量无损检测误差控制技术研究

研究目的:隧道锚杆施工具有隐蔽性强和不易检测的特点,以往采用拉拔试验的检测方法对隧道结构支护体系具有破坏性且不适用于大批量检测,因此有必要采用无损检测技术对锚杆的锚固质量进行检测。而现有的无损检测技术精度受多种因素影响,导致检测精度参差不齐,影响检测结果。为了在不破坏既有支护体系的前提下批量检测锚杆锚固质量,有必要对锚杆无损检测误差控制技术进行研究。研究结论:(1)激振信号质量、振动信号提取能力以及计算波速精度对锚杆锚固质量无损检测精度有重要影响;(2)通过控制激振频率、力度以及激振方位,可有效提高激振信号质量;(3)改良传感器与锚杆的连接方式以及灵活选取传感器位置对增强振动信号的拾取能力有明显作用;(4)鉴于标定法确定计算波速的缺点,提出了预设法确定计算波速,通过综合采用标定法和预设法可有效提高计算波速精度;(5)本研究成果可为隧道锚杆锚固质量无损检测技术的改进提供思路和方法。     

浅谈隧道地表锚杆预加固的设计与施工

洞口、浅埋、偏压或软岩等不能形成“拱效应”的地段，在隧道开挖前往往需采用岩预加固或预措施，使围岩具有足够的自承能力，以维持隧道开挖后至锚喷发挥支护作用的时间内围岩的稳定，确保工程顺利与施工安全。目前地表预加固地层广泛地应用于隧道洞口段及洞身浅埋地段，本文结合实际工点，从地面砂浆锚杆预加固的作用机理、设计与施工实例等方面阐述地表喷锚予加固在工程中的应用。     

软岩隧道掌子面玻璃纤维锚杆加固参数研究

新意法的核心思想是通过调节超前核心土的强度和刚度来控制围岩变形。通过数值计算方法模拟掌子面玻璃纤维锚杆加固参数(加固长度、搭接长度、加固范围)在软岩隧道变形中的作用,得出软岩隧道的变形规律。结果表明:(1)加固超前核心土能有效控制隧道变形;(2)根据隧道预收敛变形可以确定锚杆长度,根据掌子面失稳机理和破裂面的深度可以确定锚杆最小搭接长度;(3)在隧道变形允许情况下,可以对掌子面加固范围进行优化,仅加固掌子面中心部位。     

爆破荷载下岩质直立边坡预应力锚板墙动力响应机理

以重庆沙坪坝铁路枢纽综合改造工程开挖形成的岩质直立边坡为原型,利用FLAC3D软件建立数值计算模型,分析预应力锚板墙边坡支护结构在不同开挖位置的爆破荷载作用下的动力响应特性。在此基础上,讨论锚杆预应力大小、爆破峰值荷载和锚固段长度几种参数对于支护结构受力状态和结构变形的影响。计算结果表明:爆破作用下锚杆轴力增量分布与静力作用下相似,并且锚杆轴力增量和板墙位移都在边坡中部达到最大,而上下位置较小。对比锚杆轴力增量和板墙水平位移增量的数值模拟和理论计算结果,验证了板—锚结构之间存在的变形协调现象。通过各种影响因素的计算结果分析得到了岩质边坡预应力锚板墙支护在爆破作用下的动力变化规律。     

预应力磨削工件表面残余应力的有限元分析

分析了在非预应力磨削及预拉应力磨削条件下工件表层残余应力的分布情况．首先应用非线性瞬态有限元法计算了工件在移动热源作用下的温度场；然后应用热弹塑性有限单元法计算了工件在热作用和磨削力耦合作用下的残余应力分布．计算结果表明预拉应力磨削能有效降低工件表层残余拉应力甚至可将残余拉应力转换为残余压应力，并分析了预应力磨削的作用机理．计算结果与实验结果基本一致．     

接触网支柱岩石锚杆基础设计

研究目的：针对岩石区段的接触网支柱基础，利用锚杆将基础与基岩连成整体，形成岩石锚杆基础，降低基础造价，简化施工。 研究方法：依据《建筑地基基础设计规范》，充分利用岩石地基自身水平抗力极大，几乎无压缩变形的特点，直接把上部荷载通过支柱传至基岩上，通过锚杆将支柱与岩层连成整体，构成接触网支柱锚杆基础。 研究结果：提出接触网支柱岩石锚杆基础计算方法，基础构造及施工做法。     

破碎炭质板岩隧道掌子面预加固参数优化研究

云南滇西地区破碎炭质板岩隧道开挖过程中常发生大变形破坏,如何有效控制变形是研究的热点。依托大临铁路杏子山隧道破碎炭质板岩大变形段的实际情况,在不断增加初期支护强度及措施仍然无法有效控制变形的前提下,提出以玻璃纤维锚杆预加固掌子面为核心的隧道变形控制技术措施,采用数值模拟的研究方法,从掌子面挤出变形及预收敛变形等对掌子面预加固技术参数(锚杆加固长度、锚杆密度)等进行优化分析评判。研究结果表明,掌子面预加固玻璃纤维锚杆间距宜控制在0.6 m以内,每环玻璃纤维锚杆的施工长度应大于6 m,搭接长度不应小于3 m。最后通过现场实测初期支护变形数据表明,纵向长度12 m、搭接长度3 m、间距0.6 m×0.6 m梅花形布置的掌子面玻璃纤维锚杆对于掌子面挤出变形控制效果明显,有效地控制了围岩的变形。研究结论可为类似地质条件隧道掌子面预加固参数选取提供参考。     

新新屋场隧道施工病害整治

本文叙述了株六复线湘黔铁路新新屋场隧道施工中出现的较大坍塌事故的整治处理，采取的措施包括洞口明洞及地表预注浆、洞内超前短管棚预注浆、自进式注浆锚杆等洞内外辅助施工措施。     

松散地层隧道的施工技术

针对李塘隧道塌方、围岩松散的情况，介绍采用超前锚杆，小导管预注浆加固的施工技术通过塌方体的方法。     

全长黏结式注浆锚杆侧摩阻力分布实用简便计算

提供一种全长黏结式注浆锚杆侧摩阻力分布的简化计算方法。对工作中的锚杆进行分段分析,计算假定分段锚杆侧面摩阻力均匀分布。根据锚杆体、注浆体及岩土体三者间的受力及变形传递关系,推导出锚杆侧摩阻力分布的2重级数表达式。结合已有研究文献进行实例验证,结果表明:锚杆侧摩阻力分布从底部到端部大致呈2重级数曲线分布,靠端部长度的40%抵抗了张拉荷载的85%以上。该法得出的结果与文献计算结果具有较好的一致性,验证了其可行性及精确性。在此基础上,分析锚杆分段数、锚杆直径、锚杆弹模以及土体抗剪刚度对计算结果的影响。该法简单实用,应用于完全黏结注浆锚杆侧摩阻力的分析具有一定的可行性及实用性,为多类型锚杆工程计算提供一种新的方法。     

锁脚锚杆作用机理及其在厦门翔安隧道中的应用研究

在系统研究锁脚锚杆作用机理的基础上，结合厦门海底隧道软弱破碎围岩地段锁脚锚杆的实际施工状况，建立锁脚锚杆力学分析模型，考虑锁脚锚杆在不同打入角度、有无注浆、设置垫块与否等因素，对拱顶下沉量进行数值模拟，并结合现场监测，对工作面开挖扰动区应力、位移场进行分析，系统地研究了锁脚锚杆受力和变形规律。据此分析了各影响因素与拱顶沉降的关系，优化锁脚锚杆的设计和施工方法。     

软弱围岩线埋隧道地表砂浆锚杆预加固施工

本文通过实例介绍软弱围岩埋隧道（尤其是洞口段）地表用砂浆锚杆进行预加固施工方法，加固效果和经济效益。     

超大断面黄土隧道CRD法开挖的三维有限元分析

进口位于湿陷性砂质黄土中的凤凰岭隧道,开挖面积达170 m2,由于开挖难度巨大,采用了CRD法开挖技术。运用"PLAXIS 3D Tunnel"三维有限元程序,对CRD法的开挖过程进行了模拟,并考虑了降雨对隧道开挖的影响。计算得出了地表沉降和拱顶下沉,与现场实测值进行了对比分析。此外还得到了初衬结构的轴力、弯矩和锚杆轴力等。计算结果表明,拱顶部位一定范围的锚杆承受压力,且绝对值很小,反映出锚杆作用不大。计算的安全系数表明了开挖过程中整个隧道系统的最不利阶段,也反映了降雨对隧道开挖的显著影响。     

软弱围岩隧道变形特性及控制措施

为研究隧道软弱围岩变形特性及控制方法,基于FLAC 3D有限差分方法,采用基于HoekBrown屈服准则的应变软化模型,分析银瓶山隧道掌子面预加固及超前支护对软岩隧道大变形的影响。研究结果表明:采用Hoek-Brown应变软化模型计算所得的围岩变形量大于采用理想弹塑性模型计算结果;针对隧道软弱围岩的大变形特性,提出掌子面预加固与超前锚杆相结合的支护方案。经实施和现场监测,该支护方案不仅能控制掌子面挤出位移,而且能有效控制软弱围岩的纵向位移。     

基于有限差分法的锚杆荷载传递非线性计算方法研究

为研究拉力型锚杆锚固段荷载传递非线性特性,假定剪应力与剪切位移呈双曲线非线性关系,推导锚杆锚固段荷载传递非线性微分方程,并采用有限差分法进行求解。根据某现场抗浮锚杆试验,确定计算参数,分析轴力沿锚杆的分布规律及影响锚杆荷载传递的因素,并将本文计算值与实测值进行对比。研究结果表明:锚杆轴力与剪应力沿锚固长度均呈非线性分布,轴力分布表现为一条凹递减曲线,而剪应力则集中分布于张拉端;锚固界面综合刚度系数K的取值对轴力与剪应力分布有着重要影响,剪应力与锚杆轴力均随K值增大而增大,而K值愈大,剪应力则愈集中地分布于锚杆张拉端;增大锚固体直径使剪应力分布更加均匀,并有效地提高锚杆的极限承载力。计算结果吻合良好,表明该计算方法切实可行。     

深基坑开挖滑动面与支护锚杆内力的计算

以银川地区某商业综合体的深基坑开挖支护为对象,研究深基坑开挖过程中使用中空注浆锚杆护坡的机理。首先对深基坑分步开挖没有锚杆支护产生的塑性应变及水平位移进行了计算,确定了边坡滑动面的位置,计算出的无支护分层开挖深基坑所形成的塑性贯通区域和瑞典法计算的滑动面相似。其次根据滑动面的位置选择锚杆的支护方式和长度,对设计采用的锚杆的内力进行了计算,锚杆的受力随着开挖而动态变化。计算结果说明,中空注浆锚杆护坡是一种经济可行的加固措施。     

预应力磨削工件表面残余应力的有限元分析

分析了在非预应力磨削及预拉应力磨削条件下工件表层残余应力的分布情况.首先应用非线性瞬态有限元法计算了工件在移动热源作用下的温度场;然后应用热弹塑性有限单元法计算了工件在热作用和磨削力耦合作用下的残余应力分布.计算结果表明预拉应力磨削能有效降低工件表层残余拉应力甚至可将残余拉应力转换为残余压应力,并分析了预应力磨削的作用机理.计算结果与实验结果基本一致.