黄土隧道锚杆作用机理课件.ppt

黄土隧道锚杆作用机制 STRESS AND ACTION MECHANISM OF ROCK BOLT IN LOESS TUNNEL;1 问题的提出 2 现场试验 3 锚杆作用机制 4 经济效益分析 5 工程应用;1 问题的提出;1 问题的提出;1 问题的提出;1 问题的提出;;1 问题的提出;1 问题的提出;1 问题的提出;1 问题的提出;1 问题的提出;1 问题的提出;2 现场试验;2 现场试验;2 现场试验;2 现场试验;刘家坪3号隧道IV级围岩有无锚杆试验段纵断面图;2.1 试验方案;2.1 试验方案;测试元件及现场埋设情况 ;测试元件及现场埋设情况 ;2 现场试验;格栅钢架 内侧应力/MPa;2 现场试验;2 现场试验;按不同位置统计锚杆受力情况;2.2.2 锚杆应力;2.2.2 锚杆应力;2.2.2 锚杆应力;典型断面锚杆受力分布(单位：MPa);典型断面锚杆受力分布(单位：MPa); （1）拱部共埋设了25根锚杆，除去2个因元件损坏的无效数据，有效数据23个。对有效数据进行分析，其中最大应力处于受压的有22个，占测试数据的96%，最大压应力值为111MPa，占锚杆设计强度的33%。1个拉应力值较小，为-20MPa。因此，拱部锚杆以受压为主。 （2）拱脚处共埋设了14根锚杆，其中最大应力处于受拉的有10个，占测试数据的71%，最大拉应力值为130MPa，占锚杆设计强度的38%，最大压应力值仅为22MPa，占锚杆设计强度的6%，因此，拱脚处锁脚锚杆以受拉为主。 ; （3）墙脚处共埋设了9根锚杆，其中最大应力处于受拉的有3个，最大拉应力值为52MPa，占锚杆设计强度的15%，最大应力处于受压的有6个，最大压应力值为84MPa，占锚杆设计强度的25%，因此，墙脚处锁脚锚杆有拉应力也有压应力。 （4）锁脚锚杆应力普遍大于拱部锚杆应力。绝大部分锚杆的受力最大值发生在入土1.4m以内的浅层，随着入土深度的增加受力渐小。;2 现场试验;2.2 试验结论;2.2 试验结论; 减少了工序，缩短了初期支护封闭成环时间，加快了施工进度，提高了施工安全性和结构稳定性，降低了工程造价。 ;3 锚杆作用机制;3 .1 锚杆作用机制;3.1 锚杆作用机制; 深埋黄土隧道，开挖后土体产生了较大塑性区。目前以“短而密”为设置原则采用的系统锚杆（如IV级围岩锚杆长3 m），并未穿过塑性区。锚??亦不存在锚固段。 ;3.2 锚杆力学状态分析;3.2 锚杆力学状态分析; 在初期支护施作后，相对于土体的后续变形，锚杆是固定不动的，所以在浅埋黄土隧道或塑性区大的深埋黄土隧道，拱部系统锚杆受到了土体向下的摩阻力，相当于桩承受负摩阻力，因而拱部系统锚杆受压。;4 经济效益分析; 通过对IV级围岩黄土隧道施工各工序所需时间的统计，在4台电钻同时施工的情况下，施作一个循环的系统锚杆至少需要2h，完成一个循环的初期支护所需总时间约16h。若取消系统锚杆，即可缩短12%的建设工期。在V，VI级围岩情况下节省时间则更加显著。;4 经济效益分析;5 工程应用; 该隧道为上下行分离式，上行线长1660m，下行线长1690m。;5 工程应用; 成孔困难 注浆效果差 抗拉拔力低;原设计支护示意图;5 工程应用;;;谢谢大家！