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带预应力锚索的复合式隧道锚试验研究

臧万军  
【摘要】:本文以理论分析和试验资料为基础,主要研究不同长度的单根岩锚及群锚在拉拔力作用下的力场、位移场。通过单根8m、10m、12m长岩锚的拉拔试验,研究单根岩锚的极限锚固力、拉拔力与锚头位移关系以及围岩体内的位移场分布规律,通过8m、10m长群锚的拉拔试验,研究群锚的极限锚固力、拉拔力与锚头位移关系以及围岩体内的位移场分布规律,并与同种荷载工况下的单锚比较,探讨群锚效应。通过锚塞体试验,指出了岩锚和锚塞的受力分配比例,从而初步揭示了带预应力岩锚的隧道锚的作用机制。 通过对试验结果的研究与分析,得到如下结论: 锚固段轴力在锚固段顶部荷载最大,向下逐渐减少,至底部几乎为零。8m岩锚当岩锚锚固段较长时按负指数规律衰减,当岩锚锚固段较短时近似成直线规律衰减,10m岩锚锚固段轴力呈Boltzmann函数递减规律分布,12m岩锚锚固段轴力呈高斯函数递减规律分布。主要受力区域都在距离锚固段顶3.0m范围内。 8m岩锚及10m岩锚锚头位移与拉拔力之间关系曲线为指数递增曲线,12m岩锚拉拔力与锚头位移间呈高斯曲线关系。单根岩锚的极限锚固力均大于理论破断力值1041.6KN。 锚索张拉力在锚索周边的岩体中形成了一个表层压缩区,随着预应力值的增加,岩体压缩效应增强。在多根预应力锚索的作用下,岩体变形分布趋于均匀化。 8m群锚极限锚固力发生衰减,衰减为理论极限锚固力的90.97%,10m群锚极限锚固力衰减为理论极限锚固力的89.25%。


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