大跨度隧道预应力锚固体系协同承载的压力拱效应

为研究大跨隧道锚固体系的协同承载机理,以压力拱效应为量化指标进行分析,根据围岩开挖应力分布特征,设置无支护开挖、单一预应力锚杆支护、预应力锚固体系联合支护3种工况,研究不同围岩条件在各工况作用下的压力拱动态演化机制。研究结果表明：压力拱位置和厚度均受围岩条件影响,围岩条件越差,压力拱位置距隧道边界越远且厚度越大,不利于围岩稳定性控制;压力拱成拱系数变化趋势与切向应力一致,呈先增大后减小趋势,且切应力集中区域成拱系数大于1;预应力锚固体系作用下压力拱向隧道边界处移动,可有效控制围岩压力拱的继续发展,使压力拱更快达到稳定,并减小压力拱范围,优化压力拱形态,使其趋于“圆拱形”;预应力锚固体系对于围岩压力拱的影响效果优于单一锚杆支护,尤其是当围岩条件较差时,其协同承载效应更为显著。